Международная команда с участием CSIC разработала процедуру повышения эффективности органических батарей. Она основана на ядерном магнитном резонансе и позволяет визуализировать в режиме реального времени работу батарей окислительно-восстановительного потока, которые обратимо преобразуют электрическую энергию в химическую энергию.
Срок службы батареи и ее емкость являются двумя основными проблемами, с которыми сталкиваются ученые в области накопления энергии, особенно когда речь идет о возобновляемых источниках энергии, таких, как фотоэлектрические и ветровые, которые являются эффективными альтернативами для уменьшения воздействия на климат.
В настоящее время международная группа исследователей при участии Высшего совета научных исследований разработала новый метод ядерного магнитного резонанса, который позволяет в режиме реального времени визуализировать работу, разложение и саморазряд батареи окислительно-восстановительного потока, которая может хранить и преобразовывать мегаватт/час электрической энергии в химическую энергию обратимым образом. Работа была опубликована в журнале Nature.
«Важно создавать устойчивые батареи с органическими компонентами от природы, которые дешевле и менее токсичны, чем те, которые используют такие материалы, как ванадий. Но основная трудность, которую они представляют, — это их короткая жизнь, и поэтому необходимо знать, как они работают на молекулярном уровне, чтобы повысить их эффективность», — объясняет Хавьер Карретеро Гонсалес, исследователь CSIC в Институте науки и техники полимеров.
Метод, разработанный этой группой ученых, включает применение ядерного магнитного резонанса для визуализации различных механизмов работы батареи во время ее работы.
«Мы обнаружили, что напряжение, при котором происходит заряд батареи, является определяющим для контроля того, как она работает, и что настройка этого параметра и химической структуры органических соединений позволит продлить срок службы этих устойчивых батарей, а также увеличить количество накопленной энергии», — указывает эксперт CSIC. «Разработка этого метода позволит понять большое количество процессов», — добавляет он.
В работе приняли участие исследователи из британских университетов Кембриджа и Имперского колледжа Лондона, технологического университета Чалмерса (Швеция), Университета Тунцзи (Китай) и Сеульского национального университета (Южная Корея).
