Свой-чужой атом
Постоянные читатели «Энерговектора» знают о преимуществах жидкоэлектродных электрохимических аккумуляторов (см. № 5/2014, с. 9). Им не страшны ни окисление электродов, ни их растрескивание, ни образование дендритов. До сих пор главным препятствием в применении таких аккумуляторов было несовершенство мембран. Мало какие вещества выдерживают высокие температуры, необходимые для поддержания металлических электродов в жидком состоянии. Приходилось применять тончайшие мембраны из хрупкой и крайне неудобной в обработке керамики, поэтому случаи реального промышленного внедрения жидкоэлектродных аккумуляторов исчисляются единицами. Достаточно сказать, что компания GE потратила на разработки подобных систем десять лет и в результате закрыла проект, так и не добившись успеха.
Недавно команда учёных Массачусетского технологического института (MIT) под руководством профессора Дональда Садового совершила настоящий прорыв в данной сфере. Вместо пористой керамики в качестве мембраны в Массачусетсе была применена плотная металлическая сетка со специальным покрытием.
Открытие сделали случайно. После экспериментов с соединениями свинца учёные неожиданно обнаружили в камере капли чистого металла. И тогда они предположили, что вместо традиционного чисто механического разделения двух сред с помощью мембраны, усеянной тончайшими отверстиями, можно применить электрохимическое разделение. На роль электрохимической мембраны хорошо подошла мелкая стальная сетка, покрытая нитридом титана.
«Я считаю, что это прорыв, - говорит Дональд Садовый. - Возможность построить натриево-серную аккумуляторную батарею или натриево-никель-хлоридную батарею, не используя хрупкой тонкой керамики, меняет всё».
Разработчики особо отмечают, что речь идёт о промышленных системах накопления энергии, где размеры и масса не критичны, но требуются дешевизна, простота и высокая ёмкость. Для применения на транспорте и тем более в электронных устройствах аккумуляторы с жидкометаллическими электродами не приспособлены.