Специальные электроды для работы аккумуляторов при морозе

26.06.2022

Известно, что температуры ниже точки замерзания воды весьма пагубно влияют на основные параметры литий-ионных аккумуляторных батарей. В контексте электрических автомобилей и прочих транспортных средств это означает сокращение дальности поездки, увеличение времени зарядки, проблемы с регенеративными системами торможения и многое другое. Поэтому инженеры и ученые, занимающиеся разработкой новых аккумуляторных батарей, уделяют большое внимание не только вопросам увеличения их емкости, но и обеспечению бесперебойной работы в условиях экстремальных температур.

Некоторые из автопроизводителей, в частности компания Ford, оборудуют батареи своих автомобилей датчиками температуры и нагревателями, которые удерживают температуру батареи в допустимых пределах. При этом, часть энергии батарей уходит на их подогрев, что снижает дальность поездки электрического автомобиля. Другие изготовители батарей используют специальные электролиты, способные работать при температурах ниже нуля.

В этой же области работает группа, в состав которой входят ученые из нескольких китайских научных учреждений. Они провели исследования, результаты которых показали, что одним из уязвимых компонентов батареи, ответственный за потерю емкости при понижении температуры, является анод, один из двух электродов батареи. Как правило, аноды изготавливаются из графита, имеющего плоскую гладкую поверхность. Поэтому китайские ученые начали экспериментировать с различными альтернативными вариантами и, в конце концов, они наткнулись на весьма многообещающее решение.

Ученые взяли композитный материал ZIF-67 (cobalt-containing zeolite imidazolate framework) и нагрели его до высокой температуры, в результате чего образовались 12-сторонние углеродные наносферы. Эти крошечные структуры имеют очень развитую поверхность, кроме этого, они обладают превосходной электропроводностью. Спрессовав полученный материал, исследователи изготовили анод для батареи в форме монеты с литиево-металлическим катодом.

Проведенные эксперименты показали, что созданная батарея обеспечивает стабильные характеристики при заряде и разряде в диапазоне температур от 25 до -20 градусов Цельсия. При температурах ниже нуля емкость батареи все же падает, но незначительно, до 85,9 процента от первоначальной емкости, что несравнимо с аналогичным показателями традиционных литий-ионных батарей. И даже при температуре в -35 градусов Цельсия батарея с новым анодом оказалась способной принять заряд и практически полностью отдать его в процессе разрядки.

Ученые считают, что внедрение результатов их работы способно значительно расширить функциональность работы литий-ионных аккумуляторов в условиях экстремальной окружающей среды. А выгоду с этого могут поиметь не только электрические автомобили, но и беспилотники различного назначения, космические аппараты и многое другое.

<< Назад: После трудного рабочего дня люди говорят быстрее и громче 27.06.2022

>> Вперед: Антимикробная пищевая пленка на растительной основе 26.06.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Полет в самолете без пауз в бизнесе 29.04.2026

Авиаперелеты перестают быть просто временем в пути и превращаются в продолжение рабочего дня. Особенно это касается деловых пассажиров, которым важно сохранять продуктивность даже на высоте десяти километров. В ответ на этот запрос авиационная индустрия начинает предлагать решения, которые стирают границу между офисом и салоном самолета. Компания Boeing представила концепцию, которая радикально меняет представление о комфорте в полете. Речь идет о персональных рабочих капсулах, полностью изолированных от шума салона и спроектированных с учетом эргономики длительной работы. Идея этих модулей заключается в создании индивидуального пространства, где пассажир может сосредоточиться на задачах без отвлекающих факторов. Концепт предусматривает два формата использования: работу в сидячем положении и альтернативную конфигурацию, позволяющую работать стоя, что делает пространство более гибким и адаптируемым под разные сценарии. Особое внимание в проекте уделяется акустическому комфорту ...>>

Неконтролируемый смех и эффект откока 28.04.2026

Смех обычно воспринимается как простая и приятная реакция на шутку или забавную ситуацию, однако с точки зрения нейробиологии он представляет собой сложный процесс, в котором участвуют эмоции, социальное восприятие и системы вознаграждения мозга. Именно поэтому в некоторых ситуациях человеку бывает трудно удержаться от смеха, даже если он кажется неуместным. К такому выводу пришли исследователи из University of Gottingen, которые изучали механизмы возникновения и подавления смеха. В их работе было показано, что смех далеко не всегда является полностью сознательным действием и нередко запускается автоматическими процессами в нервной системе. Ученые выделяют два основных типа смеха, различающихся по своему происхождению. Первый - непроизвольный, "беспомощный" смех, возникающий спонтанно и практически не поддающийся контролю. Второй - социальный или вежливый смех, который человек использует осознанно для поддержания общения или выражения реакции в обществе. Нейробиологически эти ...>>

Случайная новость из Архива Орбитальное соединение кубитов улучшают квантовые вычисления 10.03.2020 Специалисты из Центра квантовых технологий в Австралии представили весьма необычную экспериментальную разработку кругового орбитального атомного соединения кубитов - мельчайших и самых быстрых квантовых единиц вычисления - таким образом добавляя новый инструмент в арсенал квантовых компьютеров и систем вычисления. Разработка представляет собой такое соединение атомов кубитов, при котором появляется круговое направление их движения и увеличивается степень свободы между ними, тем самым позволяя размещать их на более дальних друг от друга дистанциях при параллельном увеличение скорости передачи информации между ними. Специалисты-разработчики отмечают, что новый паттерн использования кубитов позволяет построить более точную и быструю систему обмена квантовой информацией - при этом новая система расположения кубитовых атомов такова, что на них можно с большей эффективностью применять электрическое поле, нежели магнитное, таким образом избавившись от многих мешающих факторов. В свою очередь это означает, что у специалистов появляется реальный шанс заметно увеличить эффективность и пропускную способность кубитов, тем самым увеличив эффективность квантовых компьютерных вычислений. Пока что система кругового орбитального движения тестируется в связке с атомами бора, при помощи которых разработчики намереваются стабилизировать конечный процесс - несмотря на то, что еще пока рано говорить об определенных успехах в отношении этой экспериментальной разработки, становится понятно, что новый концепт уже работает заметно быстрее традиционного концепта квантового счисления. Ученые и ранее рассматривали такую возможность - однако их внимание фокусировалось на необходимости преодолеть внутренние барьеры кубитов. Теперь, когда новые паттерны движения находятся в тестировании, можно предположить, что системы квантовых компьютеров уже в скором времени станут совершенно иными.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026