Новая технология увеличит запас хода электромобилей

16.03.2022

Ученые из Университета Центральной Флориды разработали композитный материал, расширяющий потенциал литиевых батарей для электромобилей. Авторы называют свое решение "силовым костюмом" для элементов питания. С этой технологий батареи в электромобилях будут меньше подвержены возгоранию и увеличат запас хода машин как минимум на 25%. Например, электрокары с пробегом 320 км смогут проехать дополнительные 80 км, но их вес при этом не изменится.

В основу гибридного устройства лег материал нового поколения с функцией накопления энергии. Чтобы сконструировать его, инженеры создали положительно и отрицательно заряженные слои углеродного волокна. Последние были уложены в чередующемся порядке - таким образом ученые собрали прочный энергоаккумулирующий композит. В дополнение новый материал получил полоски углеродного графена с несколькими видами оксидов металлов. После серии экспериментов ученые нашли оптимальный состав и создали "суперконденсаторную батарею".

Сспециальные листы из графена, прикрепленные к слоям углеродного волокна, обеспечили повышенную способность материала накапливать заряд. В то же время оксиды металлов, нанесенные на прикрепленные электроды, повысили напряжение и обеспечили высокую плотность энергии. При этом жизненный цикл готовой батареи не пострадал - ресурс циклов зарядки-разрядки у их аккумулятора в 10 раз больше, чем у коммерческих элементов питания для электромобилей.

Среди дополнительных преимуществ изобретения ученые выделили нетоксичность и негорючесть. Благодаря своей конструкции, в которой используется несколько слоев углеродного волокна, материал обладает необходимой ударной вязкостью и прочностью для противостояния автомобильному столкновению. Даже в случае серьезного ДТП новая батарея лишь деформируется, но не загорится. Система также работает как суперконденсатор, поэтому способна повысить мощность электрокаров - например, на разгон от 0 до 100 км/ч уйдет всего за 3 секунды.

Характеристики новой усиленной батареи будут зависеть от типа базовой конструкции. Тем не менее, уже сейчас ученые обещают дополнительные 25% запаса хода для электромобилей, а также ощутимое снижение веса аккумуляторов. Также будет увеличена и скорость зарядки электрокаров.

<< Назад: Полет пауков 17.03.2022

>> Вперед: Манипулятор Canadarm3 для космической станции Lunar Gateway 16.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Замена подопытных животных на органеллы 16.04.2023 Технология органоидов может уменьшить необходимость тестирования на животных при разработке вакцин, позволяя проводить скрининг большого количества антигенов с меньшими затратами. Органеллы, продуцирующие В-клетки, сегодня, пожалуй, самая популярная тема, когда речь идет о скрининге кандидатов на вакцины против кроличьей лихорадки, также известной как туляремия. Эта увлекательная разработка шаг к долгожданной цели заменить животных для тестирования вакцин перед клиническими испытаниями. Испытания на животных были предметом споров на протяжении многих лет, борцы за права животных и окружающую среду возглавляли борьбу против этой противоречивой практики. Но, кажется, с помощью органоидов необходимость тестирования на животных скоро может уйти в прошлое. Органелы - это скопления клеток, которые ведут себя как настоящие органы. Их выращивают в лаборатории и поддерживают жизнь в условиях, имитирующих природную среду организма. Хотя до использования органоидов вместо трансплантатов еще достаточно далеко, мы уже можем создавать сотни таких органов из селезенки одного животного. Группа под руководством профессора Мэтью Делиса из Корнельского университета и доктора Анкура Сингха из Технологического института Джорджии изготовила органеллы из селезенки мыши и протестировала их на предмет создания вакцины против туляремии. Они ввели в органоиды молекулы-кандидаты для вакцины и проделали то же самое с живыми мышами. Испытания показали, что реакция В-клеток на молекулы была одинакова как в органоидах, так и у мышей. Это большой шаг вперед, поскольку это означает, что мы можем параллельно тестировать большое количество антигенов и сократить затраты. Содержание большого количества мышей в контролируемых условиях может быть дорогостоящим, поэтому этот метод может стать переломным для испытаний, требующих животных, более похожих на человека, например обезьян. Бактерия Francisella tularensis, вызывающая туляремию, ускользает от иммунной системы благодаря полисахаридному покрытию. Вакцины, разработанные только против этого покрытия, вызывают слабую реакцию. Для борьбы с этим авторы использовали подход, при котором часть полисахарида присоединялась к белку-носителю, например, к столбнячному или дифтерийному токсинам, которые иммунная система распознает с большей вероятностью. Сочетая их таким образом, В-клетки воспринимают бактерию как угрозу, но комбинации должны быть проверены, чтобы найти несколько, заслуживающих дальнейшего изучения. По мере усовершенствования технологии органоидов может появиться возможность использовать их для замены все большего количества испытаний, проводимых ныне на животных. Это не только более нравственный подход, но и то, что органеллы, созданные из человеческих клеток, могут уменьшить количество случаев, когда вакцины работают против других видов, но не работают при использовании на людях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026