Протонные водородные батареи

11.02.2014

Исследователи Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) разработали новый концепт аккумулятора, использующего в своей основе энергетический потенциал водорода. Именно данный химический элемент, по мнению учёных, должен выступить в качестве замены лития как главного источника энергии в большинстве современных аккумуляторных устройствах.

Озвученная концепция устранит необходимость в производстве, восстановлении, а главное - хранении газообразного водорода, что на сегодня является самым серьёзным фактором, ограничивающим эффективность и распространение подобных систем. Представленное решение сочетает в себе лучшие наработки в области водородных топливных элементов в совокупности с традиционными принципами аккумулирования электрической энергии.

"Так как для процедуры зарядки батареи достаточно лишь притока воды для её дальнейшего расщепления и использования ядер атомов водорода - протонов, а в режиме разряда - воздух, то мы назвали наше изобретение "протонно-потоковая батарея". Кроме перспективных технических решений, заложенных в изобретение, наш аккумулятор имеет внушительный потенциал и в экономическом плане. Производство лития для современных батарей - это достаточно трудоёмкий процесс, а само сырьё - относительно дефицитное, если проводить аналогию с водородом", - пояснил в своём докладе руководитель исследования из RMIT профессор Джон Эндрюс (John Andrews).

Продемонстрированный концепт базируется на интеграции металлогидридного электрода в протонообменную мембрану топливного элемента - Proton Exchange Membrane (PEM). Во время зарядки протоны, полученные при расщеплении воды, непосредственно "связываются" с электронами и металлическими частицами на электроде топливного элемента, который интегрируется в PEМ. Вследствие этого образуется твердотельный водородный металлогидрид. Именно он и выступает в качестве "хранилища" электрической энергии. При использовании же электрического ресурса подобной протонной батареи описанные процессы идут в обратной последовательности.

Опубликованные в Международном журнале водородной энергетики исследования показали, что энергоэффективность протонно-потоковых батарей может достигать аналогичных показателей в сравнении с классическими литий-ионными аккумуляторами, однако первые способны хранить значительно больше энергии на единицу массы и объёма.

"Водород сочетает в себе громадный потенциал в качестве экологически чистого источника питания. Это выставляет его в выгодном свете и подталкивает современную науку к применению элемента в достаточно широком диапазоне областей", - резюмировал господин Эндрюс.

Проведённое австралийскими учёными исследование и продемонстрированная разработка может быть успешно внедрена во многие аспекты современное жизни: начиная от бытовых устройств и заканчивая транспортными средствами, а также промышленными системами хранения электроэнергии.

<< Назад: Блокировка краденных гаджетов 11.02.2014

>> Вперед: Прозрачная пленка превращает стекло в проекционный экран 10.02.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Двухэкранный Zenbook DUO UX8407 14.07.2026

Компания ASUS представила обновленную модель Zenbook DUO (UX8407) образца 2026 года, которая получила сертификат Copilot+ PC и позиционируется как ультимативный инструмент для бизнес-пользователей и профессиональных создателей контента. Новинка полностью отказывается от традиционной конструкции в пользу двух полноценных сенсорных дисплеев в прочном корпусе из инновационного материала Ceraluminum. Главной особенностью устройства стали два 14-дюймовых сенсорных экрана ASUS Lumina Pro OLED с разрешением 3K (2880 &#215; 1800 пикселей) и форматом 16:10. Частота обновления повышена до 144 Гц, а максимальная яркость в режиме HDR достигает 1000 кд/м2 при наличии сертификата VESA DisplayHDR True Black 1000. Новое антибликовое покрытие снижает уровень отражений на 65 %, что особенно полезно при работе в условиях яркого освещения. Благодаря откидной подставке и съемной Bluetooth-клавиатуре с магнитным креплением Pogo Pin пользователь может мгновенно удвоить рабочую поверхность почти до 20 ...>>

Редактирование генома меняет питательные свойства овощей 13.07.2026

Японские ученые из Университета Цукубы продемонстрировали, как можно превратить привычный красный салат в зеленый, одновременно повысив содержание ценных растительных соединений. С помощью технологии CRISPR/Cas9 ученые заблокировали работу гена, отвечающего за производство красных пигментов - антоцианов. В результате в листьях салата значительно снизился уровень этих веществ, а вместо них начал накапливаться другой класс флавоноидов. Особенно заметно выросло содержание кверцетина - соединения, известного своими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Несмотря на существенные изменения в пигментации и биохимическом составе, модифицированный салат продолжал нормально расти. Исследователи отметили, что растение не показало заметного снижения скорости роста или ухудшения внешнего вида. Это важный результат, поскольку многие генетические модификации, направленные на изменение состава веществ, часто приводят к замедлению развития растений. Красный салат изначально слав ...>>

Кремниевый чип, записывающий ДНК 13.07.2026

Биотехнология и медицина все чаще нуждаются в синтетической ДНК - для создания лекарств, диагностических тестов, генной терапии и даже для хранения цифровой информации. Однако традиционные методы производства синтетической ДНК имеют серьезный недостаток: они требуют использования токсичных органических растворителей и сложного промышленного оборудования. Группа исследователей из Гарвардского университета предложила принципиально иной подход, превратив обычный кремниевый полупроводниковый чип в компактную платформу для параллельного ферментативного синтеза ДНК в водной среде. В отличие от классического фосфорамидитного метода, который доминирует в промышленности, новый подход ближе к естественному процессу сборки ДНК в живых клетках. Реакции происходят в воде, без вредных растворителей, что делает технологию значительно более экологичной и потенциально подходящей для создания настольных или даже портативных ДНК-синтезаторов. До недавнего времени главным ограничением таких компактных ...>>

Искусственный дождь для охлаждения мегаполисов 12.07.2026

В условиях усиливающейся жары в городах инженеры ищут новые способы охлаждения общественных пространств без значительных затрат энергии. В китайском городе Юньчэн провинции Шаньси в жилом комплексе Xijian Tianmao Guobinfu реализовали необычный проект: на крышах нескольких высотных зданий установили систему распыления мелкодисперсного тумана, имитирующую эффект дождя. Эта технология автоматически включается при повышении температуры воздуха и помогает снижать жару в окружающем пространстве. Система активируется, когда температура достигает 38 °C. По словам управляющего комплексом Цзя Вэня, распыление тончайших капель воды позволяет снизить температуру воздуха и поверхностей на 5-8 °C всего за несколько минут. Благодаря большой высоте зданий влага успевает полностью испариться еще в воздухе, поэтому пешеходы и жители внизу не ощущают намокания или дискомфорта. Главным преимуществом технологии является ее относительная простота и энергоэффективность. Система состоит из сети шлангов ...>>

Случайная новость из Архива Открыта еще одна форма льда 03.04.2022 Ученым сейчас известно по крайней мере 20 различных форм льда, которые имеют различное кристаллическое строение и формируются при различных комбинациях температур и давлений. Самый обычный лед, тот, который используют для охлаждения напитков, известен под названием "лед I", а ряд известных форм льда заканчивается "льдом XIX". Группа ученых из университета Невады в Лас-Вегасе (UNLV) обнаружила еще одну экзотическую форму льда, которая может существовать в природе где-то в глубинах земной мантии или на далеких планетах типа "водный мир". Как это часто бывает, новая форма льда была обнаружена случайно. Ученые UNLV занимались разработкой новых методов измерений свойств воды в условиях сверхвысокого давления. Небольшое количество воды было помещено между плоскостями алмазной наковальни, сжатие которой подвергает воду воздействию давления запредельных величин. Это давление вынуждает атомы водорода и кислорода формировать различные кристаллические структуры, а затем образовавшийся лед был нагрет светом лазера, он расплавился на короткое время и замерз снова, сформировав уже совершенно иную кристаллическую структуру, напоминающую мелкодисперсную смесь крошечных кристалликов. Новая форма льда была обнаружена в момент перехода от одной известной формы к другой. При давлении приблизительно 5.1 ГПа, лед-VII, имеющий кубическую структуру, преобразовался в структуру, состоящую из симметричных тетрагональных кристаллов, которую ученым еще не доводилось видеть и которая получила название лед-VIIt. После этого лед снова начал менять свою структуру и превратился в другую форму, известную как лед-X. Учитывая высокое давление, требующееся для образования льда-VIIt, ученые считают, что такая форма может образовываться естественным путем где-то в глубинах земной мантии, а также ближе к поверхности на экзопланетах, богатых водой. И в заключении следует отметить, что открытие новой формы льда-VIIt стало не единственным открытием, сделанным учеными UNLV в результате их экспериментов. Как считалось ранее, форма лед-X формируется при давлении приблизительно в 1 миллион атмосфер, но в ходе последних экспериментов этаже самая форма наблюдалась при давлении в 300 тысяч атмосфер. Ученые еще не знают, что именно могло вызвать такую аномалию, но планируют это сделать в ближайшее время.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026