Об этом сообщает «Politexpert» со ссылкой на SciTechDaily
Учёные из Университета Суррея представили инновационную разработку — литий-CO₂ батареи, способные одновременно сохранять энергию и улавливать углекислый газ. Новое поколение аккумуляторов не только повышает эффективность хранения, но и вносит вклад в борьбу с глобальными выбросами. При этом технология использует доступные материалы, что делает её экономически привлекательной для массового применения.
Разработка имеет потенциал изменить подход к энергетике не только на Земле, но и за её пределами. Благодаря способности работать в среде с высоким содержанием углекислого газа, такие батареи рассматриваются как возможное решение для будущих миссий на Марс. Исследование также демонстрирует устойчивую работу системы на протяжении более 100 циклов зарядки и разрядки, что подтверждает её практическую пригодность.
Прорыв в химии аккумуляторов
Ключевым элементом новой технологии стал недорогой катализатор — фосфомолибдат цезия (CPM). Он заменяет дорогостоящие материалы, такие как платина, традиционно использовавшиеся в подобных батареях. Это позволило снизить энергетические потери и упростить процесс перезарядки, устранив одну из главных проблем литий-CO₂ батарей — высокое перенапряжение.
Проведённые лабораторные испытания и компьютерное моделирование подтвердили, что структура CPM способствует равномерному протеканию ключевых химических реакций. Он создаёт стабильную пористую поверхность, на которой образуется и легко удаляется карбонат лития — продукт взаимодействия с CO₂. Это обеспечивает стабильность и воспроизводимость работы батареи.
Перспективы использования на Марсе
Атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа, что делает литий-CO₂ батареи потенциально идеальными для условий Красной планеты. Использование CO₂ в качестве активного компонента аккумулятора превращает местные ресурсы в источник энергии, снижая потребность в доставке топлива с Земли. Это может стать ключевым фактором при построении автономных марсианских поселений.
Благодаря надёжности и энергоэффективности, технология может применяться как для стационарных энергетических систем, так и для обеспечения питания мобильных платформ и научных приборов. Простота конструкции и доступность компонентов делают её подходящей для сборки и ремонта в условиях ограниченных ресурсов.
Влияние на экологию и промышленность
На Земле эти батареи предлагают решение для двух задач одновременно: хранения возобновляемой энергии и сокращения выбросов CO₂. Улавливая газ, они превращают его в элемент хранения энергии, что делает технологию привлекательной для предприятий, работающих с высокими уровнями выбросов. Это может стать частью стратегии по декарбонизации промышленности.
Кроме того, батареи открывают новые возможности для электрификации транспорта, особенно в тяжёлых секторах, где важна высокая плотность энергии. Возможность использования недефицитных материалов увеличивает шансы на быстрое масштабирование технологии и интеграцию в существующие энергетические системы.
Исследования и дальнейшее развитие
После проведения постморем-исследований и компьютерных симуляций, учёные подтвердили, что химические реакции в батарее проходят стабильно и обратимо. Это один из критически важных параметров для длительного использования. Комбинация стабильности, простоты и эффективности делает технологию уникальной в своём роде.
Следующим шагом будет дальнейшее изучение взаимодействия между катализатором, электродами и электролитом, что позволит улучшить характеристики батарей ещё больше. Исследователи также рассматривают возможность создания новых катализаторов на основе принципов, выявленных при работе с CPM, что может привести к новым поколениям эффективных и устойчивых аккумуляторов.
Напомним, ранее мы писали о том, как фишинговые письма обходят защиту почты.
