Аккумуляторы выполняют тяжелую работу по хранению избыточной солнечной энергии в электросетях для использования после захода солнца, но для работы они также полагаются на дорогостоящие элементы, такие как платина.

Исследователь из Университета Альберты Мэтью Лаббе предпочел бы оставить драгоценные металлы ювелирам, используя более дешевые материалы для настройки одноразовой батареи, обычно используемой в слуховых аппаратах.

Это долговечное устройство, известное как воздушно-цинковая батарея, имеет гораздо больший потенциал, сказал Лаббе, доктор философии. кандидат инженерного факультета.

«Воздушно-цинковые батареи могут действительно преуспеть в снижении стоимости хранения возобновляемой энергии , и это также может применяться к электромобилям и даже к портативной электронике».

Он отметил, что они имеют ряд преимуществ перед литий-ионной версией.

Используя недорогой металлический цинк и кислород для производства электроэнергии, батарея по своей природе доступна по цене, может хранить больше энергии и безопаснее, чем легковоспламеняющиеся литий-ионные батареи.

Задача состоит в том, чтобы найти более дешевую альтернативу высококачественным высокоэффективным металлам, таким как платина, которые используются для изготовления катализатора — вещества, запускающего химическую реакцию в батарее.

С более дешевым катализатором воздушно-цинковые батареи становятся многообещающей альтернативой литий-ионным батареям, которые в настоящее время питают крупные энергосистемы хранения.

По словам Лаббе, хотя есть и другие ошибки, которые еще предстоит устранить, устранение фактора стоимости является одним из самых больших препятствий на пути к созданию жизнеспособных воздушно-цинковых батарей.

Первые результаты многообещающие

Чтобы создать менее дорогой катализатор, Лаббе работает с марганцем и железом. Оба элемента многочисленны в земной коре и в изобилии доступны.

Используя метод наслоения, он покрывает поверхность электрода батареи катализаторами, содержащими оксиды — химические соединения двух металлов — и начинает видеть результаты.

Опираясь на более раннее исследование U of A, которое показало, что оксид марганца можно использовать в качестве катализатора, Лаббе и его коллеги первыми открыли химию, необходимую для использования оксида железа .

Хотя оксиды не так эффективны, как платина, они действуют как катализаторы, и Лаббе продолжает совершенствовать процесс. «Химия еще не совсем готова, поэтому нам нужно поработать над ней, чтобы еще больше снизить потери энергии».

По его словам, оксиды также эффективно помогают перезаряжаемой батарее поддерживать свои рабочие характеристики.

«Пока что мы можем сохранить эффективность более 90 процентов после 200 циклов перезарядки, а это означает, что он будет иметь более длительный срок службы и не будет нуждаться в замене. Важно иметь такую ​​​​стабильность, если он будет пригоден для широкого использования».

По мнению Лаббе, батарея может быть готова к массовому использованию в течение 10-15 лет.

«Если воздушно-цинковые батареи будут успешными в качестве накопителей энергии в масштабе сети, вы можете увидеть, как они используются для хранения возобновляемой энергии, вырабатываемой ветряными и солнечными фермами, и они также могут использоваться домашними хозяйствами для хранения энергии, производимой солнечными панелями, а не для продажи. энергия возвращается в сеть».

Он добавил, что улучшение функции хранения в масштабе сети является ключевым фактором в продвижении перехода к возобновляемым источникам энергии.

«Открытия, подобные этому, являются ключом к преодолению этого разрыва».