Американцы разработали редокс-батарею на витамине

Американские микробиологи создали новый класс органических молекул, позволяющих обеспечить безопасное и экономичное хранение электричества от переменных источников энергии. Об этом сообщается в журнале Nature Energy.

Результаты исследования основаны на предыдущих экспериментах с хинонами. В 2014 году международная группа ученых при участии Гарвардского университета (США) разработала проточную редокс-батарею высокой емкости на базе органических соединений и ферроцианида.

Ионы металлов — традиционный кислотный электролит в аккумуляторах — были заменены в данном случае на хиноны — молекулы, которые обеспечивают хранение энергии в растениях и организмах животных. Таким образом команде удалось изготовить первое высокопроизводительное, нетоксичное, не вызывающее коррозии и недорогое вещество для хранения электроэнергии.

Спустя год ученые создали класс хинонов, способных работать в щелочных растворах наряду с ферроцианидом. В новом исследовании основой для молекул послужил витамин B2 (рибофлавин), стимулирующий производство энергии в клетках. От классических хинонов рибофлавин отличается лишь тем, что сбор и испускание электронов осуществляется атомами азота или кислорода.

«Он обладает высокой стабильностью и растворимостью, обеспечивает повышенные напряжение аккумулятора и емкость накопителя. В связи с тем, что витамины просты в производстве, наша молекула может быть изготовлена в промышленных масштабах по низкой стоимости», — заявил профессор Майкл Азиз.

Стимуляция напряжения батареи осуществлялась с помощью структурно модифицированного аллоксазина — основного вещества B2. Напряжение холостого хода созданного аккумулятора составило около 1,2 вольт при эффективном значении силы тока и объеме удерживания в 99,7 и 99,98% соответственно.

Проточный редокс-аккумулятор представляет собой батарею, запасающую энергию посредством окислительно-восстановительных реакций в жидком электролите. Такие батареи рассматриваются в качестве альтернативы литий-ионным, в частности при производстве электромобилей и систем обеспечения электроэнергией крупных домохозяйств.