Ученые из Университета в Буффало думают так.Они определили флуоресцентную краску под названием BODIPY как идеальный материал для запаса энергии в перезаряжающихся, основанных на жидкости батареях, которые могли однажды вагоны-электростанции и дома.
BODIPY – короткий для бора-dipyrromethene – сияет ярко в темноте под черным излучением.Но черты, которые облегчают аккумулирование энергии, менее видимы. Согласно новому исследованию, у краски есть необычные химические свойства, которые позволяют ему выделиться в двух ключевых задачах: хранение электронов и участие в передаче электрона.
Батареи должны выполнить эти функции, чтобы спасти и поставить энергию, и BODIPY очень хорош в них.В экспериментах, основанном на BODIPY тесте, с батарейным питанием эффективно и с долговечностью, бегая много позже того, как, исследователи истощили и перезарядили его 100 раз.
«Поскольку мир становится более уверенным в альтернативных источниках энергии, один из огромных вопросов, которые мы имеем, ‘Как мы храним энергию?’ Что происходит, когда солнце садится ночью, или когда ветер останавливается?» говорит ведущий исследователь Тимоти Кук, доктор философии, доцент химии в Университете в Колледже Буффало Искусств и Наук. «Все эти источники энергии неустойчивы, таким образом, нам нужны батареи, которые могут сохранить достаточно энергии привести средний дом в действие».Исследование было издано 16 ноября в ChemSusChem, академический журнал, посвященный темам на перекрестке химии и устойчивости.Основанная на краске батарея будущегоBODIPY – многообещающий материал для основанной на жидкости батареи, названной «окислительно-восстановительной батареей потока».
Эти заполненные жидкостью клетки власти представляют несколько преимуществ перед сделанными из обычных материалов.Литий-ионные аккумуляторы, например, опасны в этом, они могут загореться, если они раскрывают, говорит Кук.
У основанных на краске батарей не было бы этой проблемы; если бы они разорвали, они просто протекли бы, говорит он.Окислительно-восстановительные батареи потока могут также быть легко увеличены, чтобы сохранить больше энергии – достаточно, чтобы позволить домовладельцу приводить солнечный дом в действие в течение ночи, например, или позволять коммунальному предприятию запасти энергию ветра в течение пиковых времен использования. Это имеет значение, потому что увеличение масштаба было проблемой для многих других предложенных технологий батареи.
Как BODIPY работает в батарееОкислительно-восстановительные батареи потока состоят из двух баков жидкостей, отделенных различными барьерами.
Когда батарея используется, электроны получены от одного бака и перемещены в другой, произведя электрический ток, который – в теории – мог привести в действие устройства, столь же маленькие как фонарь или столь же большой как дом. Чтобы перезарядить батарею, Вы использовали бы солнечное, ветер или другой источник энергии, чтобы сдержать электроны в оригинальный бак, где они будут доступны, чтобы сделать их работу снова.Окислительно-восстановительная эффективность батареи потока зависит от химических свойств жидкостей в каждом баке.«Библиотека молекул, используемых в окислительно-восстановительных батареях потока, в настоящее время небольшая, но, как ожидают, вырастет значительно в ближайшие годы», говорит Кук.
«Наше исследование идентифицирует краску BODIPY как многообещающего кандидата».В экспериментах команда Кука заполнила оба бака окислительно-восстановительной батареи потока с тем же самым решением: порошкообразный BODIPY окрашивает вызванного премьер-министра 567 расторгнутыми в жидкости.
В этом коктейле комплексы BODIPY показали известное качество: Они смогли сдаться и получить электрон, не ухудшаясь, как много других химикатов делают. Эта черта позволила краске сохранить электроны и облегчить их передачу между двумя концами батареи во время повторных циклов – 100 – зарядки и иссушения.
На основе экспериментов ученые также предсказывают, что батареи BODIPY были бы достаточно мощны, чтобы быть полезными для общества, произведя приблизительно 2,3 В электричества.Исследование сосредоточилось на премьер-министре 567, различные варианты BODIPY разделяют химические свойства, таким образом, вероятно, что другие краски BOPIDY также сделали бы хороших кандидатов аккумулирования энергии, говорит Кук.