Тепловые батареи: прорыв в технологии хранения энергии
12.01.2026
В сфере энергонакопителей набирает обороты перспективное направление — тепловые (термические) батареи. Эти устройства демонстрируют исключительную работоспособность в экстремальных температурных условиях, где традиционные аккумуляторы теряют эффективность.
Проблема «эффекта челнока»
Ключевой вызов при использовании фторидов переходных металлов в качестве катодных материалов — так называемый «эффект челнока». Несмотря на их привлекательные характеристики (высокое теоретическое напряжение и термическая стабильность), в реальных условиях эксплуатации эти материалы:
Инновационное решение китайских учёных
Исследовательская группа под руководством профессоров Ван Суна и Чжу Юнпина (Институт технологических процессов Китайской академии наук) разработала революционный метод подавления «эффекта челнока». Результаты работы, опубликованные 4 января в журнале Advanced Science, открывают путь к созданию высокоэффективных тепловых аккумуляторов.
Суть инновации — создание селективной оболочки для частиц CoF2 на основе ковалентных органических каркасов (КОК). Эта структура:
«Наши результаты формируют механистическую основу для разработки тепловых аккумуляторов нового поколения с высокой плотностью энергии через точную межфазную инженерию», — подчеркнул профессор Ван Сун.
Особенности тепловых батарей
В отличие от литий‐ионных аналогов, термические батареи:
Сфера применения
Благодаря исключительной надёжности, тепловые батареи востребованы в критически важных отраслях:
Значение исследования
Работа китайских учёных решает две ключевые задачи:
Таким образом, инновационная технология не только повышает эффективность тепловых батарей, но и расширяет горизонты для разработки новых поколений энергоёмких устройств, способных работать в экстремальных условиях.
Проблема «эффекта челнока»
Ключевой вызов при использовании фторидов переходных металлов в качестве катодных материалов — так называемый «эффект челнока». Несмотря на их привлекательные характеристики (высокое теоретическое напряжение и термическая стабильность), в реальных условиях эксплуатации эти материалы:
- растворяются в электролите;
- мигрируют внутри ячейки;
- провоцируют структурные повреждения;
- снижают общую ёмкость батареи.
Инновационное решение китайских учёных
Исследовательская группа под руководством профессоров Ван Суна и Чжу Юнпина (Институт технологических процессов Китайской академии наук) разработала революционный метод подавления «эффекта челнока». Результаты работы, опубликованные 4 января в журнале Advanced Science, открывают путь к созданию высокоэффективных тепловых аккумуляторов.
Суть инновации — создание селективной оболочки для частиц CoF2 на основе ковалентных органических каркасов (КОК). Эта структура:
- обладает субнанометровыми каналами (диаметр ≈ 0,54 нм);
- избирательно пропускает полезные ионы;
- блокирует пути растворения активного материала.
«Наши результаты формируют механистическую основу для разработки тепловых аккумуляторов нового поколения с высокой плотностью энергии через точную межфазную инженерию», — подчеркнул профессор Ван Сун.
Особенности тепловых батарей
В отличие от литий‐ионных аналогов, термические батареи:
- работают при температурах 350–550 C;
- используют расплавленные соли в качестве электролита (проводят ток только при нагреве);
- обеспечивают мгновенную отдачу энергии;
- устойчивы к условиям, разрушающим обычные аккумуляторы.
Сфера применения
Благодаря исключительной надёжности, тепловые батареи востребованы в критически важных отраслях:
- военная техника;
- аэрокосмическая промышленность;
- системы аварийного энергоснабжения;
- оборудование для глубокого бурения.
Значение исследования
Работа китайских учёных решает две ключевые задачи:
- Теоретическая — углубляет понимание механизмов подавления «эффекта челнока» в системах с расплавленными солями.
- Практическая — создаёт базу для применения фторидов металлов в других энергонакопителях.
Таким образом, инновационная технология не только повышает эффективность тепловых батарей, но и расширяет горизонты для разработки новых поколений энергоёмких устройств, способных работать в экстремальных условиях.