Учёные из Технологического университета Эйндховена (TU/e), Массачусетского технологического института (MIT) и Института Пауля Шеррера в Швейцарии (PSI) разработали новый метод визуализации внутреннего функционирования окислительно-восстановительных проточных батарей с помощью нейтронной радиографии.

Этот прорыв позволит улучшить производительность и долговечность этих батарей, которые в основном используются для хранения возобновляемой энергии от солнца и ветра.

Схема экспериментов, которая позволила буквально заглянуть внутрь проточной батареи. Источник: Eindhoven University of Technology

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, было проведено под руководством исследователя TU/e Антони Форнера-Куэнки. Команда учёных использовала нейтронную радиографию для визуализации распределения концентрации молекул в проточных батареях, что ранее было невозможно.

«Нейтроны легко проходят сквозь материалы корпуса батареи, но активно взаимодействуют с молекулами в жидких электролитах. Используя это фундаментальное свойство нейтронов, взаимодействующих с определёнными молекулами, мы впервые применили нейтронную радиографию для изучения концентрации молекул в проточных батареях», — объяснил Форнер Куэнка.

Этот метод позволит учёным лучше понять внутреннюю работу проточных батарей и разработать более производительные системы, которые работают более эффективно и имеют более длительный срок службы. Кроме того, этот метод может быть использован в других областях, таких как химические реакторы, производство пластмасс, косметики и лекарств.

«Возможность использовать нейтроны — это необыкновенный опыт, в среднем мы используем такое оборудование только раз в два года. PSI [Институт Пауля Шеррера в Швейцарии, где проводились эксперименты] проводит ежегодный международный конкурс экспериментов, ранжируемый по важности. Нам выпала честь провести четыре успешных эксперимента», — сказал Форнер Куэнка.