Исследователи из Пенсильванского университета (Penn State University) разработали способ, которым можно получать энергию, используя углекислый газ, выбрасываемый в земную атмосферу миллионами тонн ежегодно. В новой проточной батарее используются водные растворы определенных веществ, которые способствуют процессу поглощения атмосферного углекислого газа. За счет этого у двух разделенных потоков жидкости имеются различные концентрации растворенного в них углекислого газа, и, как следствие, разные значения pH-фактора. И как раз эта разница используется для получения электрической энергии.
Два потока жидкости движутся через рабочий объем батареи, будучи разделены ионной мембраной, не позволяющей им смешиваться, но допускающей прохождение через нее потока ионов. Ионный обмен между жидкостями с малой и большой концентрацией растворенного в них углекислого газа приводит к возникновению электрического потенциала между двумя электродами из оксида марганца. Когда концентрация ионов в обеих жидкостях выравнивается, одна из них заменяется и цикл повторяется снова. Во время экспериментов исследователи выяснили, что батарея выдерживает до 50 циклов повторного использования, прежде чем начинают наблюдаться некоторые ухудшения ее характеристик.
Использование углекислого газа в проточных батареях является далеко не новой идеей. Однако батарея, созданная пенсильванскими исследователями, имеет показатель энергетической плотности в 0.82 Вт/м.кв., что в 200 раз больше аналогичного показателя других подобных решений, созданных ранее. Конечно, существуют и другие более эффективные «топливные элементы», работающие на углекислом газе и основанные на других принципах, но все они имеют большие размеры, большую сложность и некоторые из них работают только при высокой температуре.
Батарея же, созданная пенсильванскими исследователями, работает при комнатной температуре, а в ее конструкции использованы недорогие и доступные материалы. Несмотря на это, сами исследователи пока еще сомневаются в экономической «жизнеспособности» их творения. Тем не менее, дальнейшая работа в данном направлении вполне может привести к появлению батарей, которые будут устанавливаться на тепловых электростанциях, сжигающих ископаемое топливо, и которые позволят выжать из этого топлива большее количество энергии.
