Для любой индустрии, где используется возобновляемая энергия, большой проблемой является тот факт, что аккумуляторы в основном изготавливаются из литиевых элементов — довольно редкого и дорогостоящего металла. Вместо того, чтобы использовать другие металлы, учёные ищут ему замену в чём-то другом, но пока ни один из созданных ими прототипов не смог заменить литий-ионный аккумулятор. Очередную попытку в этом направлении предприняли исследователи из мельбурнского университета RMIT (Австралия), которые предложили вариант протонной батареи на основе углерода и воды.
Разработанная учёными батарея является гибридом химических и водородных топливных элементов. Если данная технология станет успешной, такой аккумулятор значительно удешевит производство источников энергии. Его можно будет использовать в электромобилях и в «умных» домах. Суть новой разработки заключается в том, что протоны, выделяющиеся из воды во время зарядки, проходят сквозь клеточную мембрану и соединяются с углеродными электродами без образования газообразного водорода. По мере того, как накопленная энергия направляется в нужное русло, ионы водорода высвобождаются, теряют электроны и превращаются в протоны. Электроны отдают энергию, а протоны, в свою очередь, соединяются с кислородом и другими электронами и снова преобразуются в воду.
Ключевым преимуществом протонных батарей в сравнении с топливными элементами является их эффективность. Если последние производят газообразный водород, чтобы затем отделить его обратно в протоны (это создает потери энергии), то протонные источники энергии его не образуют, поэтому их энергоэффективность, а также плотность энергии сравнимы с литий-ионными батареями.
Учёные успешно создали небольшой рабочий прототип 1,2-вольтовой батареи. Следующим шагом станет её масштабирование, повышение эффективности, плотности и производительности батареи за счёт применения тонких слоёв углеродного материала, например, графена.
