Исследователи из Китайской академии наук разработали прототип газотвердой батареи нового типа, способной одновременно хранить водород и вырабатывать электроэнергию. Технология может стать альтернативой традиционным системам хранения водорода, которые обычно требуют экстремально высокого давления или сверхнизких температур.
Разработка принадлежит команде Даляньского института химической физики. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Joule.
Новая батарея построена на использовании анионов водорода — нестабильных отрицательно заряженных ионов, которые считаются одним из наиболее перспективных носителей заряда для полностью твердотельных аккумуляторов следующего поколения. Именно нестабильность таких анионов долгое время оставалась одним из главных препятствий для практического применения технологии.
Китайским исследователям удалось решить проблему стабильной проводимости анионов водорода и создать работоспособную архитектуру полностью твердотельной системы. В качестве активных материалов в аккумуляторе используются водород и металлический магний.
Разработанная система работает в двух направлениях: она способна либо запасать водород и вырабатывать электричество, либо, наоборот, использовать электрическую энергию для выделения водорода. Фактически речь идёт о гибридной платформе, объединяющей электрохимическое накопление энергии и водородное хранение в одном устройстве.
Согласно экспериментальным данным, эффективность энергопотребления новой системы достигла 93,9%. Это примерно на треть выше показателей традиционных тепловых методов хранения водорода. Исследователи также продемонстрировали практическую работоспособность технологии, подключив несколько таких батарей для питания светодиодной лампы.
Авторы проекта подчёркивают, что новая архитектура устраняет необходимость в сложной инфраструктуре высокого давления и криогенного охлаждения, которые сегодня существенно ограничивают распространение водородной энергетики. В перспективе технология может предложить более безопасный и энергоэффективный способ хранения водорода для транспорта, энергосистем и промышленных установок.