Новая батарея из стали и латуни

Сталь и латунь по оценкам специалистов являются самыми распространенными металлами, которые всегда можно найти на свалке. Так почему бы на их основе не создать что-нибудь полезное для человечества, например новый дешевый источник энергии или элемент питания. Именно такая идея пришла в голову команде ученых из университета Вандербильта.

Считается, что самые первые аккумуляторные батареи были разработаны не ранее 19-го века. Но некоторые историки считают, что первые аналоги элементов питания появились значительно раньше. Взять хотя бы, найденную в 1930 году так называемую «Багдадскую батарею», датируемую 1-м веком нашей эры. Она состоит из терракотовой урны, медного листа и железного прута. В урну, как предполагается, в качестве электролита заливался уксус или вино. Как раз интересующие ученых сталь (железо) и латунь (этот металл создается на основе меди).

Использовалось ли найденное устройство для выработки или хранения электричества доподлинно неизвестно, но оно как раз таки и вдохновило ученых их Университета Вандербильта на создание новой аккумуляторной батареи из стали и латуни.

Ученые для чистоты эксперимента насобирали прямо на свалке лома латуни и железа. Затем их при помощи обычных методов бытовой химии анодировали – покрыли защитным слоем оксида. В результате такого простейшего преобразования металлы стали способны накапливать на поверхности достаточно большое количество электрического заряда, то есть стали пригодны для использования в качестве электродов в аккумуляторной батарее.

Затем ученые поместили обработанный металл в емкость и наполнили ее водным электролитом на основе гидроксида калия. Его особенность в том, что данное вещество вообще не воспламеняется, а значит безопасно при использовании в элементах питания.

Прототип новой батареи на тестовых испытаниях показал весьма неплохие электрические характеристики. При номинальном напряжении в 1,8 В, каждая ячейка батареи имела удельную плотность энергии до 20 Вт·ч/кг и плотность электрической мощности до 20 кВт/кг. Что аналогично электрическим параметрам автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Зато потенциальное количество циклов заряд/разряд (было измерено в лабораторных условиях) составило 5000, что эквивалентно 13 годам каждодневной интенсивной эксплуатации. При этом даже после 5 тыс. циклов должно остаться около 90 % первоначальной емкости.

Сейчас ученые работают над созданием полноценного прототипа, так как они не собираются скрывать от общественности детали своего изобретения, а наоборот желают, чтобы им воспользовались как можно большее количество простых людей. По крайней мере, на сегодняшний день это потенциально самый доступный и самый дешевый аккумулятор.

Источник информации: Университет Вандербильта (http://pubs.acs.org/)