Над этим вопросом задумались в университете «Дубна» и стали создавать новые материалы для повышения энергоэффективности проточных батарей. В 2023 году с таким проектом вошла в число победителей научного конкурса «УМНИК» студентка кафедры нанотехнологий и новых материалов Екатерина Дерябина (научный руководитель – доцент кафедры Александр Воропая).

Хранение энергии – важный вопрос в современном мире, где развиваются альтернативные источники энергии, а сети становятся все более децентрализованными. Ученые всего мира ищут новые технологии хранения большого объема энергии. На роль таких систем хорошо подходят проточные ванадиевые батареи, которые способны работать более 20 лет и могут составить серьезную конкуренцию литий-ионным батареям. Однако энергоэффективность проточных ванадиевых батарей составляет всего 70%, в то время как у литий-ионных – 90%. Для решения этой проблемы коллектив кафедры занялся разработкой уникальных электродных материалов, которые помогут проточным батареям повысить энергоэффективность.

Повышение энергоэффективности кроется в разработке и совершенствовании материалов топливной ячейки, или как его называют в промышленности – стека. Из всех материалов стека самые большие потери происходят именно на войлочных электродах, которые в нашем университете мы и стараемся усовершенствовать. Фондом содействия инновациям поддержан проект по разработке таких электродных материалов на основе комбинированной технологии, где на существующий углеродный войлочный электрод наносится слой активного материала, повышая его характеристики.

Эта технология достаточно проста в своем исполнении, однако требуется большое количество экспериментов, чтобы доказать, что активный слой достаточно стабилен при долгосрочных испытаниях.

Стоит отметить, что войлочные электроды уже сейчас активно используются в производстве стеков, и тот факт, что технология не меняет форм-фактора существующих электродных материалов, позволяет судить о том, что наши инновационные комбинированные электроды быстро найдут себе потребителя. Развитие отрасли электродных материалов для ванадиевых проточных батарей с высокой энергоэффективностью в будущем позволит наладить производство проточных батарей в России, так как у нас будет конкурентное преимущество в виде электродных материалов с улучшенными свойствами.

Разработки в этом направлении ведутся в университете с 2019 года совместно с индустриальным партнером МПОТК «Технокомплект», с которым в 2020 году была создана совместная лаборатория проточных батарей.

По материалам https://uni-dubna.ru/news/1141