С каждым годом человечество получает всё больше энергии из возобновляемых источников. Но на фоне стремительного распространения солнечных и ветряных электростанций возникает проблема эффективного хранения полученной электроэнергии в пиковый период, когда дует ветер и светит Солнце. Ведь далеко не всегда необходимо сразу передать его потребителям.

В таких случаях в первую очередь на ум приходят привычные свинцово-кислотные и литиево-ионные аккумуляторы, но, к сожалению, они обладают существенными недостатками. Так, батареи первого типа имеют крайне ограниченную ёмкость, к тому же они слишком объёмные и дорогие.

Литиево-ионные аккумуляторы хорошо подходят для портативной электроники и даже для электромобилей, но склонность к перегреву (эту проблему решают с переменным успехом) делает их малопригодными для использования на крупных промышленных объектах.

Настоящим прорывом в этой области может стать развитие новых проточных батарей (flow battery), которые принципиально отличаются от используемых сегодня источников энергии.

В обычных аккумуляторах электрический заряд находится в твёрдом электроде (аноде). При разрядке электроны покидают анод, питают внешнюю сеть и переходят ко второму электроду – катоду, а при зарядке следуют в обратном направлении.

В проточных батареях реакции проходят в двух резервуарах с жидкими электролитами. Содержимое одного отделения циркулирует вокруг анода, другого – вокруг катода. При этом катод, анод и жидкости разделены полупроницаемой мембраной, и ионы из одного отделения постепенно перетекают в другой. Ёмкость такого аккумулятора определяется исключительно объёмом резервуаров, а выходная мощность зависит от площади мембраны. Таким образом, проточные батареи не имеют жёстких лимитов и могут быть масштабированы для хранения очень большого количества энергии.

На сегодняшний день самыми передовыми аккумуляторами проточного типа считаются ванадиевые окислительно-восстановительные батареи (VRB), которые «хранят заряд» в ионах ванадия, содержащихся в растворе на водной основе. Ионы ванадия стабильны и могут долго циркулировать через мембрану без нежелательных побочных явлений. Но проблема состоит в том, что стоимость ванадий достаточно высока, а удельная энергоёмкость (количество запасаемой энергии на литр электролита) VRB остаётся на низком уровне.

В предыдущих исследованиях учёные искали способ заменить дорогостоящий компонент более доступными веществами, например, раствором серной кислоты с включением хиронов.