Неделя ностальгии продолжается. Давайте вспомним про [https://vk.com/wall-148981725_13169|автомобильные батареи] (кремний там, а не силикон!) и про то, как вообще работает [https://vk.com/wall-148981725_15406|электролиз].
Китайцы (нет, на этот раз не будет в комментах описание того, как китайцы пишут свои статьи - прим. полиглота) придумали, как сделать проточную батарею (flow battery) более эффективной.
Для начала, что такое проточные батареи - это перезаряжаемая батарея, где электролит с химическими реагентами хранится во внешних баках и прокачивается через ядро самой батареи. Работает до 30ти лет.
Проточные батареи на основе брома накапливают энергию за счет химической реакции между ионами бромида и элементарным бромом. Эта химическая реакция удобна, т.к. бром широко доступен, обладает высоким электрохимическим потенциалом и хорошо растворяется в жидких электролитах.
Минусы: во время зарядки, когда образуется большое количество брома, последний повреждает части батареи. Таким образом, уменьшается количество циклов зарядки и повышает цену.
Добавки - комплексообразующие агенты (хим. соединения, что захватывают ионы (заряженные атомы), в данном случае - брома), могут помочь ограничить коррозию, но... Они часто вызывают расслоение электролита на различные фазы ([https://vk.com/wall-148981725_682|агрегатные состояния], однородные части сплавов и кристаллов), что нарушает однородность и затрудняет управление всей системой батареи.
Как же эту проблему решили? Да просто оставили бром-реакцию, заменив неметалл на... Увы, но не так, хотя это прикольное решение (которое раз или два уже было в предыдущих постах, но редактору влом их искать - прим. редактора).
Нет, просто теперь бром-реакции в цинк-бромном проточном аккумуляторе переносит по два электрона вместо одного. И это масштабируемо (так как по поиску даётся только данный [https://vk.com/wall-148981725_14087|пост], то я напишу понятие):
Масштабируемость - это возможность системы оставаться на том же проценте производительности при увеличении нагрузки, увеличении количества объектов в системе.
Добились такого эффекта добавив в электролит аминные соединения, которые действуют как поглотители брома. Во время работы аккумулятора бром (он же Br2), из электрохимических реакций, превращается в бромированные аминные соединения. Эта реакция снижает количество свободного Br2 в электролите.
Традиционная химия брома основана на переносе одного электрона от бромид-ионов к Br2. Новый процесс (с 2мя электронами) увеличивает плотность энергии. В то же время поддержание крайне низкого уровня Br2 значительно снижает коррозионное воздействие (брома), способствуя увеличению срока службы аккумулятора.
В ходе испытаний на масштабе 5 кВт батарея стабильно работала более 700 циклов при плотности тока 40 мА·см⁻² и достигла КПД выше 78%. При такой низкой концентрации Br2 коррозия в критически важных компонентах, включая токосъемники, электроды и мембраны, не была обнаружена ни до, ни после циклирования (многократный заряд и разряд батареи).
#Cirno #Science #Chemistry@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
