Углеродный 3D-каркас улучшит аноды литий-ионных батарей

29.07.2021

Поставив перед собой цель ликвидировать недостатки современных анодов литий-ионных батарей, группа инженеров Корейского морского и океанского университета и Пусанского национального университета в статья для Chemical Engineering Journal сообщила о разработанном ими анодном материале с уникальными структурными характеристиками, позволяющими преодолеть многие из существующих барьеров на пути увеличения анодной эффективности.

В своей работе корейские ученые сконцентрировались на селениде марганца (MnSe), широкодоступном соединении переходного металла, известном своей высокой электропроводностью и используемом при разработке полупроводников и суперконденсаторов. Однако MnSe испытывает резкое (почти на 160%) изменение объема во время зарядки-разрядки, что не только снижает производительность электрода, но и создает проблемы безопасности.

Исследователи разработали простой и недорогой способ компенсации этого изменения объема: они равномерно внедрили наночастицы MnSe в трехмерную пористую матрицу углеродных нанолистов (3DCNM). Этот углеродный каркас не только защитил закрепленные наночастицы MnSe от резкого объемного расширения, но и наделил их многочисленными дополнительными преимуществами, такими как большое количество активных центров и увеличенная площадь контакта с электролитом.

Наилучший из синтезированных авторами вариантов такого материала, показавший в тестах самые высокие циклическую стабильность и скорость зарядки/разрядки, продолжал демонстрировать превосходные электрохимические свойства (включая кинетику транспорта литиевых ионов и электронов) при работе в составе прототипа аккумулятора с катодом из оксида лития/марганца.

Команда воодушевлена потенциальными перспективами своего достижения: "Используя основу из проводящего наполнителя, мы разработали анод, который повышает производительность батареи, одновременно обеспечивая обратимое накопление энергии. Эта стратегия может быть применена для получения других селенидов переходных металлов с большой площадью поверхности и стабильной наноструктурой, с приложениями в системах хранения энергии, в электрокатализе и полупроводниках".

<< Назад: Беспроводные наушники LG Tone Free FP 29.07.2021

>> Вперед: DC-контакторы TE Connectivity IHVA150 и IHVA200 28.07.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Робот LG CLOiD 06.01.2026

LG представила своего нового работа CLOiD. Его возможности выходят за рамки простого выполнения команд - он способен адаптироваться к образу жизни владельца и управлять подключенными бытовыми приборами. LG CLOiD объединяет два ключевых направления корейской компании: платформу роботизированной помощи LG Q9 и экосистему умного дома LG ThinQ. На демонстрации робот показал, что умеет готовить завтрак: доставать молоко из холодильника, помещать круассан в духовку и выполнять другие кулинарные задачи. Кроме того, CLOiD может самостоятельно запускать стирку, после сушки складывать одежду и раскладывать ее по шкафу. Таким образом, робот подстраивается под повседневные привычки хозяев и может управлять всеми совместимыми устройствами, подключенными к сети. Конструкция LG CLOiD специально адаптирована для работы в жилых помещениях. Основной блок робота соединен с телом, оснащенным двумя шарнирными руками-манипуляторами, а базируется он на колесной платформе с функцией автономной навигации ...>>

Твердотельные батареи без потерь от замерзания ионов 05.01.2026

Энергетика и электроника сегодня все больше зависят от надежных и безопасных источников энергии. Твердотельные батареи рассматриваются как ключ к следующему этапу развития портативных и стационарных устройств, однако традиционные подходы сталкиваются с фундаментальной проблемой: при затвердевании электролита движение ионов замедляется или полностью останавливается. Новое исследование ученых из Оксфордского университета и их партнеров может изменить это представление и открыть путь к созданию безопасных и эффективных твердых аккумуляторов. В своей работе исследователи разработали новый класс органических электролитов, которые сохраняют высокую ионную проводимость независимо от состояния - жидкого, жидкокристаллического или твердого. Такие материалы получили название "электролиты, независимые от состояния" (state-independent electrolytes, SIE). Аспирантка Джульетт Барклай, первый автор исследования, отмечает, что это доказывает возможность проектировать органические молекулы так, чтоб ...>>

Случайная новость из Архива Вкусовые пристрастия и эволюция человека 10.02.2015 Когда говорят об эволюции человека, то в первую очередь вспоминают мозг - действительно, он у нас значительно больше, чем у ближайших родственников-приматов. Однако для того, чтобы мозг увеличился, нужна дополнительная энергия. Считается, что далеко не последнюю роль в развитии нервной системы у человека сыграла перемена рациона: наши предки научились есть такую пищу, в которой было много питательных веществ и которая не требовала при том больших энергетических затрат на переваривание. Что же это могли быть за высокоэнергетические продукты? Например, богатые крахмалом корневища и клубни, родственники картофеля, батата и прочих овощей. Разумеется, отдельное спасибо надо сказать кулинарным навыкам древних полулюдей - как известно, термическая обработка улучшает усвояемость пищи, а значит, растущий мозг мог получить от вареных клубней еще больше энергии. Кроме того, пища, которую не нужно старательно рвать зубами и пережевывать, уменьшила нагрузку на челюсти, что, в свою очередь, позволило часть ресурсов, которые до сих пор шли на развитие челюстных костей, мышц и т. д., направить на нервную систему. Однако легко сказать, что наши предки взяли и перешли на питательные клубни. Для нынешних шимпанзе, например, многие питательные растения, вроде тыквы, картофеля, ямса, оказываются невкусными. Скорее всего, так же обстояли дела и у наших предков - они должны были как-то их распробовать. Джордж Перри (George Perry) из Университета штата Пенсильвания (США) вместе с коллегами сравнил геномы современного человека, неандертальца, денисовского человека и шимпанзе - и оказалось, что у всех трех разновидностей людей нет генов TAS2R62 и TAS2R64, кодирующих рецепторы горького вкуса. Очевидно, их потеря привела к тому, что чувствительность к горькому понизилась, и наши древние предки смогли без особого отвращения есть горьковатые плоды тыквенных, ямса и т. д. В статье, опубликованной в Journal of Human Evolution, авторы обсуждают еще одно отличие между человеком современного типа и доисторическими людьми. В нашем геноме содержится в среднем шесть копий гена амилазы слюнных желез (вообще же число копий гена амилазы может доходить до двадцати). А вот у шимпанзе, неандертальцев и денисовцев удалось найти всего по 1-2 копии. Этот фермент расщепляет крахмал, так что, возможно, приобретя генетический избыток амилазы, современный человек смог получать больше энергии из пресловутых крахмалистых клубней и тыквин. Правда, не все согласны с таким вариантом развития событий. Человек прямоходящий, или Homo erectus, которого считают непосредственным предшественником современных людей и общим предком неандертальцев, денисовцев и нас с вами, уже вполне мог заниматься приготовлением пищи, так что крахмал делался более доступным для переваривания благодаря кулинарным усилиям. То есть, как полагают Ричард Ренгэм (Richard Wrangham) и Рэйчел Кармоди (Rachel Carmody) из Гарварда (о которых мы совсем недавно вспоминали по поводу правильного подсчета калорий), избыток амилазы в слюне нужен был не столько для обработки крахмала, сколько для каких-то других целей. О том, что неандертальцы уступают современным людям по генам амилазы, уже было известно из предыдущих исследований. Долгое время полагали, что умножение генов фермента случилось тогда, когда человек одомашнил растения и занялся сельским хозяйством. Однако, как выяснили Джордж Перри и его коллеги, новые копии гена появились после того, как современный человек откололся от общего с неандертальцами предка (что произошло около 600 000 лет назад), и до того, как начал выращивать первые культурные растения (около 10 000 лет назад). То есть древнейшие охотники и собиратели уже имели при себе лишние амилазные гены, хотя сами еще ничего не выращивали. Впрочем, им ничто не мешало готовить найденные плоды. Горький вкус при термической обработке тоже ослабевает, но, вероятно, в данном случае, чтобы совсем привыкнуть к горьковатым клубням, требовалось еще и избавиться от некоторых "горьких" вкусовых рецепторов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026