Проточные батареи могут ускорить переход к чистой энергетике

Развитие возобновляемой энергетики невозможно без эффективных систем хранения электроэнергии. Исследователи из Университета Квинс в Белфасте и других научных центров считают, что одним из наиболее перспективных решений могут стать проточные батареи (flow batteries, редокс-батареи), в которых энергия хранится не в твердых электродах, а в жидких электролитах. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале The Conversation.

Главная проблема солнечной и ветровой энергетики заключается в нестабильности генерации. Производство электроэнергии зависит от погодных условий, поэтому для надежной работы энергосистем необходимы накопители, способные сохранять большие объемы энергии в течение длительного времени.

Сегодня наиболее распространенными остаются литий-ионные аккумуляторы, однако они требуют использования лития и кобальта — дорогостоящих материалов, добыча которых связана с экологическими и социальными рисками. Кроме того, органические электролиты таких батарей являются горючими, что ограничивает их применение в крупных системах хранения энергии.

Проточные аккумуляторы работают по другому принципу. Электроэнергия накапливается в жидких электролитах, которые хранятся в отдельных резервуарах и во время зарядки или разрядки прокачиваются через электрохимические элементы.

По словам авторов исследования, такая конструкция позволяет независимо увеличивать мощность и емкость накопителя. Для хранения большего количества энергии достаточно увеличить объем резервуаров с электролитом, тогда как повышение мощности достигается за счет увеличения количества электрохимических элементов. Это делает технологию более гибкой и потенциально более экономичной для крупных энергетических объектов.

Еще одним преимуществом проточных батарей исследователи называют высокую пожарную безопасность. Большинство подобных систем используют водные электролиты, поэтому практически не подвержены возгоранию. Кроме того, срок службы отдельных установок уже превышает 20 лет.

Технология постепенно выходит за пределы лабораторий. В Китае уже работают крупнейшие в мире проточные аккумуляторы гигаватт-часового класса, способные обеспечивать электроэнергией около 100 тысяч домов в течение суток. В Швейцарии строится система емкостью 2,1 ГВт·ч, которая будет обеспечивать электроснабжение крупного центра обработки данных для искусственного интеллекта.

Несмотря на развитие технологии, ученые отмечают, что широкому распространению проточных батарей пока мешают высокая стоимость исследований и отсутствие единых методик испытаний. Для решения этой проблемы специалисты разработали недорогую испытательную ячейку, изготовленную с помощью 3D-печати, которая позволяет значительно снизить стоимость экспериментальных исследований.

В апреле 2026 года исследовательская группа передала такие испытательные установки ведущим лабораториям мира и обнаружила существенные различия в получаемых результатах даже при тестировании одинаковых батарей. Сейчас в международном проекте участвуют более 30 научных коллективов, а собранные данные опубликованы в открытом доступе для разработки единых стандартов испытаний.

Авторы считают, что унификация методик исследований позволит ускорить создание более дешевых, надежных и безопасных систем хранения энергии, необходимых для масштабного развития возобновляемой энергетики.