Инженеры из Канады нашли способ улучшить технологию хранения энергии от ветряков и солнечных панелей. С помощью 3D-печати они создали электрод новой формы, который повышает эффективность проточных батарей на 52%. Такие батареи используют водные растворы вместо легковоспламеняющихся материалов, что делает их более безопасным вариантом для крупных энергосистем.
Проточные окислительно-восстановительные батареи работают иначе, чем литий-ионные, которые стоят в телефонах, электромобилях и большинстве бытовых накопителей. В них энергия хранится не в твердых материалах, а в жидких электролитах, которые находятся в наружных резервуарах. Чем больше резервуары, тем больше энергии можно запасти. Именно эта гибкость делает технологию перспективной для сетей, которые все больше полагаются на нестабильные ветер и солнце.
Ученые обратили внимание на основной элемент батареи — электрод. От его структуры зависит, насколько хорошо электролит движется внутри и как эффективно проходят реакции накопления и отдачи энергии. Вдохновение ученые черпали в природных формах, а реализовать задумку помогла 3D-печать. Она позволила точно контролировать внутреннюю геометрию электрода — то, что трудно сделать традиционными методами.
Команда перебрала несколько вариантов структур из класса тройных периодических минимальных поверхностей. Лучший результат показала так называемая алмазная геометрия: с ней производительность батареи выросла на 52%. Электроды напечатали на цифровом световом 3D-принтере, а затем подвергли термообработке, чтобы они стали проводить ток.
Работоспособность подтвердили в лаборатории: электроды испытали сначала в тестовых ячейках, а потом и в действующей ванадиевой проточной батарее. Это экспериментальное подтверждение концепции — важный шаг к тому, чтобы сделать такие системы более эффективными и конкурентоспособными для крупных энергохранилищ.
Сейчас ученые сосредоточены на увеличении площади поверхности электродов, совершенствовании производства и поиске новых конструкторских решений, которые позволят улучшить технологию дальше.
Читайте также:
Любой желающий может напечатать гуманоидного робота на 3D-принтере
Китай запустил космическое облако для коммерческих орбитальных вычислений
В электромобиль Slate Truck можно интегрировать гаджеты, которые есть под рукой