Пресс-служба МГУ имени М.В. Ломоносова распространила сообщение о том, что сотрудникам химического факультета университета в сотрудничестве со специалистами из Сколтеха удалось создать первый в России прототип проточного окислительно-восстановительного аккумулятора.
Считается, что такие аккумуляторы позволят решить проблему накопления большого количества электроэнергии. Потребность в этом вызвана ростом выработки электроэнергии из возобновляемых источников, поскольку для «зеленой» энергетики характерна неравномерность выработки, не совпадающая с неравномерностью потребления.
Привычные свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы малопригодны для решения этой задачи из-за присущих им недостатков: в первом случае — ограниченной емкости и большого объема, а во втором — высокой стоимости и склонности к перегреву.
Перспективным вариантом считаются проточные окислительно-восстановительные батареи, в которых для хранения электроэнергии используют емкости с жидким электролитом. Жидкий электролит прокачивается через ядро из положительной и отрицательной полуячеек, разделенных мембраной. Для заряда насосы прокачивают электролит через ячейки, где он заряжается в результате электрохимической реакции и возвращается обратно в емкость для хранения. При возникновении потребности в электроэнергии заряженный электролит снова прокачивается через ячейку и в ходе обратной реакции возвращает накопленную электроэнергию. Важное преимущество проточного аккумулятора заключается в том, что его емкость определяется исключительно объемом резервуаров, а выходная мощность — площадью мембраны и количеством ячеек в стеке. В результате проточные батареи хорошо масштабируются и могут отдавать энергию с исключительно высокой скоростью.
В прототипе, созданном в МГУ, в качестве электролита используется раствор солей ванадия. Главное преимущество ванадиевого проточного аккумулятора – в обеих частях аккумулятора находятся растворы солей одного металла. Ионы ванадия стабильны и могут долго циркулировать через ячейку без нежелательных побочных явлений. Недостатком является только относительно высокая стоимость ванадия. Сейчас исследователи заняты поиском оптимального материала мембран, который пропускал бы только определенные ионы, будучи исключительно химически стойким, поскольку мембрана разделяет две очень разные по химическим свойствам системы — окислительную и восстановительную.