Исследователи из университета RMIT, Мельбурн, Австралия, разработали и изготовили первый работоспособный образец перезаряжаемой “протонной батареи”, которая, в перспективе, сможет выступить в качестве источника энергии для электрических автомобилей, домашних хозяйств и электронных устройств различного класса. У нового устройства, при условии его дальнейшей доработки, может оказаться более высокий показатель плотности хранения энергии, нежели у традиционных литий-ионнных аккумуляторов, а некоторые другие характеристики протонной батареи сделают ее идеальным вариантом для созданий устройств промежуточного хранения энергии, призванных снизить пиковую нагрузку на энергетические сети.
В прототипе протонной батареи используется электрод из углеродистого материала, который выступает в качестве своего рода хранилища водорода. Электрод представляет собой пористую структуру из активированного углерода, полученную путем соответствующей термической и химической обработки заготовки из фенольной смолы. В настоящее время этот электрод может поглотить и хранить водород в количестве, равном 1 проценту от веса самого электрода.
Хранимый водород сжигается на поверхности самовосстанавливающегося топливного элемента, который может выступать в качестве катализатора, расщепляющего воду на кислород и водород. Когда производится процесс зарядки этой батареи, протоны (ядра водорода), получающиеся в результате расщепления молекул воды, насыщают объем углеродистого электрода и хранятся там до тех пор, пока не начнется процесс отбора энергии из батареи.
При начале отбора энергии происходит обратный процесс, попадая на поверхность топливного элемента, протоны реагируют с кислородом из атмосферы, образуя молекулы воды. В данном процессе атомы углерода не принимают никакого участия и батарея в процессе работы не выбрасывает в окружающую среду ничего вредного.
Созданный опытный образец протонной батареи имеет площадь в 5.5 квадратных сантиметров, а ее электрическая емкость пока соответствует емкости литий-ионнной аккумуляторной батареи такой же площади средней толщины. При этом, максимальное напряжение, вырабатываемое протонной батареей, составляет 1.2 Вольта.
Дальнейшая оптимизация структуры новой батареи, по мнению ее разработчиков, позволит увеличить ее емкость, а с точки зрения эффективности преобразований и хранения энергии протонная батарея и так уже превосходит все другие системы накопления и хранения энергии, в которых используется водород.