Прыгающие протоны: учёные нашли способ сделать аккумуляторы для городов безопаснее и мощнее

Исследовательская группа недавно представила новый тип электролита, который отличается пониженной летучестью, что делает его устойчивым к возгоранию и испарению. Главная особенность его структуры — способность обеспечивать уникальную проводимость. Протоны (атомы водорода с положительным зарядом) в этой среде не движутся хаотично, а словно «перепрыгивают» от одной молекулы к другой, подобно бильярдным шарам, что значительно повышает эффективность переноса заряда.

Такая конструкция электролитов открывает двери для создания совершенно новых типов батарей и развития безопасных технологий масштабного хранения энергии. По словам ведущего исследователя Бурджу Гуркан, обычно для безопасности приходится мириться с густотой электролитов, но теперь учёные нашли элегантное решение. Вместо того чтобы проталкивать сквозь вязкую среду крупные заряженные частицы, они позволяют крошечным ионам водорода быстро добираться до электрода, «скача» с молекулы на молекулу.

В отличие от литий-ионных аккумуляторов, где литий физически перемещается через летучую органическую среду (что чревато пожаром при перегреве), новая разработка работает иначе. Соавтор исследования Роберт Савинелл поясняет, что такой механизм проводимости почти не зависит от вязкости раствора: протечки тока не возникает, а сама жидкость остаётся негорючей и стабильной. Это кардинально повышает безопасность, делая технологию пригодной для крупных энергосистем.

Хотя работа, поддержанная Министерством энергетики США, обещает прорыв, до коммерческого применения ещё далеко. Исследователи признают, что текущая версия электролита пока не обладает нужной растворимостью для достижения желаемой плотности энергии. Это следующая задача, которую предстоит решить. Тем не менее, открытие, совершённое на 50-летнем фундаменте электрохимических исследований университета, уже сейчас может найти применение не только в батареях, но и в других областях, например, в экологичном электросинтезе химических веществ.