Исследователи из Университета Тохоку (Япония) совместно со специалистами корпорации Rigaku работают над созданием нового накопителя энергии, в основе которого лежит принцип интеркаляции. Базовым элементом будущей батарейки станет распространенный природный материал оксид марганца. Источник энергии – избыточное тепло промышленных установок, которое можно с пользой аккумулировать и использовать повторно.
При интеркаляции молекулы одного вещества свободно покидают структуру другого и потом могут возвращаться обратно без особых усилий и условий. В данном случае речь идет о молекулах воды, которые содержатся внутри оксида марганца в кристаллическом виде между ионами калия. При нагреве до 200 ? вода выделяется в наружную среду, а при охлаждении до 120 ? молекулы воды из воздуха заполняют пористую структуру минерала.
Что важно, удаление воды приводит к накоплению тепла внутри минерала, а ее возвращение приводит к обратному процессу, на чем и основан принцип действия батарейки. Ученые отмечают, что особая слоистая природная структура оксида марганца не испытывает разрушающих нагрузок во время данного процесса, такая батарейка не деградирует при зарядке и разрядке. Расчетная плотность энергии достигает 1000 МДж на куб. м, а время накопления энергии — всего нескольких минут.