Od pewnego czasu zauważalna jest rosnąca tendencja w świecie nauki i technologii skupiająca się na rozwoju baterii przepływowych. Dzięki swoim unikalnym cechom, mają one potencjał do zmienienia oblicza przechowywania i dystrybucji energii, zwłaszcza w kontekście odnawialnych źródeł energii. Najnowsze odkrycia naukowców z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) i Yale University sugerują, że cukier może odgrywać kluczową rolę w zwiększaniu wydajności i trwałości tych baterii.

Baterie przepływowe to systemy, które składają się z dwóch cieczy, anolitu i katolitu. Są one przechowywane oddzielnie i przepompowywane przez membranę jonoselektywną, która generuje prąd. Dzięki zastosowaniu cukru - β-cyklodekstryny, który rozpuszcza się w anolicie, naukowcy zauważyli znaczący wzrost efektywności. Zawarty w cukrze cukier przyjmuje dodatnio naładowane protony, co ułatwia ruch ujemnie naładowanych elektronów. Efekt? Szybsza reakcja i zwiększenie efektywnego poziomu baterii o 60%.

Właściwości cukru, które pozwalają mu całkowicie rozpuszczać się w elektrolicie, przynoszą dodatkowe korzyści. Bez ciał stałych, które mogłyby przemieszczać się i zanieczyszczać system, bateria staje się jeszcze bardziej wydajna i trwała. Testy wytrzymałościowe przeprowadzone przez zespoły z PNNL i Yale University potwierdziły te odkrycia - po roku ciągłego użytkowania, bateria wykazała niewielką, jeśli w ogóle jakąkolwiek, utratę pojemności.

"To odkrycie otwiera nową ścieżkę do opracowywania elektrolitu do baterii przepływowych", mówi Wei Wang, badacz z PNNL. "Pokazaliśmy, że możemy zastosować zupełnie inny typ katalizatora, zaprojektowany specjalnie do przyspieszania konwersji energii."

Jest to tylko jedna z wielu innowacji, które obecnie rewolucjonizują technologie baterii przepływowych. Na przykład, Influit Flow, opracowany przez Illinois Tech, wykorzystuje stałe nanocząsteczki aktywnego tlenku metalu zawieszone w lepkim płynie, co umożliwia bardzo szybką konwersję energii.

Znajomość i doskonalenie technologii baterii przepływowych są niezbędne dla przyszłości infrastruktury energetycznej. Oferują stabilność i niezawodność, które są niezbędne dla skutecznego wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Nie ma wątpliwości, że cukier, dzięki swoim słodkim właściwościom, może okazać się kluczowym składnikiem w dążeniu do bardziej zielonej, wydajnej i trwałej przyszłości energetycznej.