Батареи на основе потока протонов упрощают использование энергии водорода
Поскольку начинают появляться средства, использующие водородные топливные ячейки разных размеров, исследователи из Королевского института технологии (Австралия) разработали концепцию аккумуляторов на основе потока протонов, которые могут помочь в развитии электроэнергетических систем на основеводорода, а также стать альтернативой литий-ионным батарейкам. В отличие от известных электроэнергетических систем, работающих на водороде и подразумевающих его производство, хранение и использование, новые аккумуляторы напоминают скорее обычные батарейки. 
В рамках распространенных систем электролизер разделяет воду на кислородный и водородный газ, причем последний хранится до момента его использования в топливной ячейке для выработки электричества в результате химической реакции водородного газа и кислорода из воздуха. Батарейки на основе потока протонов функционируют немного иначе, посредством добавления электрода, включающего в себя гидрид металла, в топливную ячейку, которая представляет собой мембрану, где происходит обратимый обмен протонами.
«Основное новшество заключается в совместном использовании такой топливной ячейки и электродом, - говорит ведущий исследователь, доцент Джон Эндрюс (John Andrews) из отделения воздушно-космического пространства и технического проектирования Королевского института технологии. – Мы исключили необходимость этапа перехода от протонов к газу, поскольку мы напрямую помещаем водород в физическое хранилище».
Во время зарядки вместо разделения воды на кислород и водород и сохранения получаемого водородного газа разрабатываемая батарейка будет комбинировать протоны (ионы водорода), получаемые от разделения воды, с электронами и частицами металла непосредственно в электроде топливной ячейки. Это позволяет сохранить энергии в виде гидрида металла в твердом состоянии, получить электричество при реализации обратного процесса и соединения протонов с кислородом из воздуха. 
«Поскольку для зарядки батареи необходим лишь приток воды, а также и воздуха при выработке энергии мы рассматриваем нашу новую систему как батарейку на основе потока протонов, - говорит Эндрюс. – Энергетические батареи, использующие протоны, могут стать более экономичным средством по сравнению с литий-ионными батарейками, которые изготавливаются из относительно редкого материала, раствора или глины».
В целом, исследователи отмечают, что такие батарейки могут быть так же эффективны, как и литий-ионные батарейки, однако первые будут обладать большей плотностью энергии.
«Результаты нашего первого эксперимента являются важным показателем перспективности концепции, но для создания практичной и коммерчески применимой продукции потребуется значительно больше научных и конструкторских разработок», - говорит Эндрюс.
Ученые создали экспериментальный прототип системы размером 65 x 65 x 9 мм и опубликовали работу, посвященную этому устройству в журнале International Journal of Hydrogen Energy.
По материлам Gizmag.
Иван Штепа nauka21vek.ru