Без нового способа сохранить электричество в крупных масштабах солнечная энергия бесполезна. Одна из многообещающих технологий для хранения электроэнергии - новый вид батареи, все активные материалы которой сделаны из жидких веществ. Глядя на прототипы, можно предположить, что такие жидкие аккумуляторы будут стоить намного меньше, чем существующие на сегодняшний день. Ну и, конечно же, срок эксплуатации у таких аккумуляторов будет намного дольше.

Жидкие аккумуляторы отличаются от других типов батарей. Электроды в них - жидкие металлы, а электролит, который проводит поток между ними, является раствором солей. В результате получается необычайно эластичное устройство, которое может быстро поглотить большое количество электроэнергии. Такие электроды могут работать в электрических потоках "в десятки раз быстрее, чем любая другая батарея, разработанная до сегодняшнего дня" говорит Дональд Садвей, профессор химии материалов в Массачусетском технологическом институте и один из изобретателей аккумулятора. Более того, эти материалы дешевле обычных применяемых, а особенности данной технологии позволяют организовать производство таких батарей быстро и дешево.

Первый прототип представляет собой контейнер, окруженный изоляционным материалом. Разработчики использовали такие материалы для изготовления жидких аккумуляторов: сурьма на дне, в качестве электролита сульфид натрия, и магний наверху. Так как каждый материал имеет разную плотность, они, естественно, остаются в различных слоях и не перемешиваются, что упрощает производство. Такой контейнер заряжается электронами от источника питания, например от солнечных батарей, и питает электроэнергией жилые дома и предприятия через обычные электросети.

 

Магний наверху имеет положительный заряд (синий цвет), сурьма (желтый цвет) – отрицательный, а между ними находится жидкий электролит (целенный цвет). На первом рисунке (слева) батарея полностью разряжена. Когда энергия проходит через батарею, магний и сурьма вырабатывают противоположные друг другу по заряду ионы, которые попадают в электролит. Это приводит к тому, что металлические электроды увеличиваются в объемах. Пока металлические электроды расширяются, электролит наоборот сужается, что является необычным для современных батарей (посередине). Когда такой заряженный аккумулятор начинает разряжаться, магний и сурьма снова вырабатывают противоположные друг другу по заряду ионы, процесс изменения объемов электродов действует в обратном направлении (справа).
Садвей предположил, что потребуется соединить по цепочке несколько больших батарей, чтобы в итоге сформировать достаточно мощный аккумулятор. Одна такая батарея, способная обеспечить электроэнергией город Нью-Йорк - около 13000 мегаватт - будет занимать площадь почти 60000 квадратных метров. Чтобы зарядить такой аккумулятор понадобилась бы огромная солнечная электростанция, способная производить достаточно электроэнергии для дневной потребности, а также избыток для зарядки аккумуляторов. Разработчики предполагают, что первые такие аккумуляторы будут заряжаться в периоды низкого потребления электроэнергии и поставлять энергию в периоды повышенного потребления. Таким образом, в мире уменьшится потребность в новых электростанциях и линиях электропередач.
На сегодняшний день было предложено множество способов сохранить солнечную энергию с помощью различных батарей и аккумуляторов, некоторые из них вводятся в эксплуатацию. Все они предполагают использование свинцово-кислотных аккумуляторов, подключенных к линиям электропередач. Они заряжаются в течение дня и снабжают электроэнергией ночью. Жидкий аккумулятор имеет преимущество в том, что его производство намного дешевле обычных аккумуляторов и он более долговечен в эксплуатации. Кроме этого такие аккумуляторы могут использоваться в различных сферах деятельности. «На сегодняшний день еще никто не смог предложить решение проблемы с сохранением и использованием солнечной энергии в крупных масштабах, - говорит Садвей. - Сейчас же у нас в руках есть такая технология »
Первые опытные образцы были слишком большими, чтобы использоваться на практике, однако Садвей надеется, что в ближайшее время будут решены все возникающие на их пути препятствия и надеется, что коммерческая версия жидких аккумуляторов станет доступна в течение пяти лет.