Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Исследователи из Университета Суррея разработали литий-CO₂ батарею, которая не только эффективно сохраняет энергию, но и улавливает углекислый газ. Это достижение может значительно снизить вредные выбросы и стать ключевым шагом к устойчивой энергетике. Благодаря использованию дешёвого катализатора, технология становится более доступной и подходит как для промышленных применений на Земле, так и для условий на Марсе.
Новая батарея преодолевает традиционные ограничения литий-CO₂ аккумуляторов, включая низкую эффективность, быстрый износ и необходимость в редких металлах. Решением стало применение цезий-фосфомолибдатного катализатора (CPM), который стабилизирует химические процессы и снижает потери энергии при зарядке и разрядке.
Как работает дышащая батарея
Эта разработка отличается тем, что батарея не просто накапливает энергию — она поглощает углекислый газ и преобразует его в соединения, которые могут быть снова преобразованы в энергию. В процессе участвует химическая реакция, образующая карбонат лития, который затем разлагается при обратной реакции. Такой цикл делает батарею многоразовой и экологически эффективной.
Инженеры подтвердили работоспособность концепции через более чем сто циклов заряда-разряда. Они обнаружили, что новый катализатор не только обеспечивает стабильную работу устройства, но и устраняет так называемое «перенапряжение» — избыточную энергию, необходимую для запуска реакций, что раньше снижало КПД батарей.
Применение на Земле и за её пределами
Перспективы технологии не ограничиваются экологическими задачами на Земле. В условиях Марса, где атмосфера на 95% состоит из CO₂, такая батарея может использовать окружающую среду как ресурс. Это делает её потенциальной основой для автономных энергетических систем в будущих космических миссиях и колониях.
На Земле подобные батареи могут заменить традиционные литий-ионные источники в транспорте, строительстве и промышленных системах. Их способность улавливать углекислый газ делает их особенно ценными в борьбе с изменением климата, предлагая одновременное решение двух задач — хранения энергии и сокращения выбросов.
Научное подтверждение и модельный анализ
Для изучения эффективности нового катализатора были применены два метода. Первый — лабораторный анализ химического состава после цикла работы батареи. Учёные обнаружили, что образовавшиеся соединения можно многократно восстанавливать, не теряя стабильности. Это критично для долгосрочного использования без потери мощности.
Второй подход — моделирование процессов на атомарном уровне с помощью теории функционала плотности. Расчёты показали, что структура CPM обеспечивает идеальные условия для прохождения реакций: пористая поверхность облегчает перенос заряженных частиц и сохраняет устойчивость на протяжении всего срока службы батареи.
Простые материалы с большим потенциалом
Одна из ключевых особенностей новой батареи — это использование дешёвых и доступных материалов. В отличие от прежних версий, в которых использовались платина и другие дорогостоящие металлы, новая конструкция исключает редкие компоненты, что открывает путь к массовому производству.
Благодаря этому батареи могут быть масштабированы для разных нужд: от домашних накопителей энергии до крупных электросетей. При дальнейшем исследовании взаимодействия электродов, катализаторов и электролитов возможно создание ещё более эффективных решений, способных радикально изменить энергетический ландшафт.
Напомним, ранее мы писали о том, как писать увлекательно, даже если жизнь кажется обычной.
