Батареи из крабов и креветок

07.09.2022

Ученые из американских университетов Хьюстона и Мэриленда нашли способ создавать батареи из переработанных панцирей крабов.

Сейчас наиболее распространенным типом аккумуляторов являются литиевые - они имеют высокую плотность хранения энергии при достаточно компактном размере, но очень дороги в производстве и могут загореться. Кроме того, они несут значительный ущерб для экологии, например полипропиленовые и поликарбонатные сепараторы, входящие в состав таких аккумуляторов, разлагаются сотни или тысячи лет.

Команда во главе с Лянбинг Ху увидела перспективу в цинковых батареях - этого материала в земной коре гораздо больше, и его добыча обходится дешевле. Ученым уже удалось создать прототипы с высокой удельной мощностью, и технология оказалась не более затратной, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. Главным недостатком таких батарей является достаточно короткий срок службы, но ученым удалось решить эту проблему, сделав устройство перезаряжаемым и более надежным с помощью природного материала под названием хитозан.

Хитозан - это производный продукт хитина, покрывающий клеточные стенки грибов, кальмаров, а чаще всего он встречается в природе на экзоскелетах ракообразных, включая крабов, креветок и омаров. Панцири этих животных можно легко получать из отходов морепродуктов, выбрасываемых в большом количестве.

Исследователи собрали прототип с электролитом из хитозана, взаимодействующего с цинковым электродом. Он показал обнадеживающие результаты в ходе испытаний. Конструкция батареи предотвратила образование щупальцевидных наростов, дентритов, которые могут снизить производительность, и показала "исключительную циклическую стабильность", сохранив эффективность 99,7% в течение 1000 циклов при работе с высокой плотностью тока - 50 мАч на квадратный см.

Благодаря экологически чистым материалам около двух третей аккумулятора будут быстро разлагаться бактериями, в частности хитозановый электролит - всего за пять месяцев. Оставшийся цинк можно переработать.

<< Назад: Искусственный интеллект играет в футбол 08.09.2022

>> Вперед: Использование смартфонов улучшает память 07.09.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Разработан препарат, который может заменить физические нагрузки 02.04.2024 Современный образ жизни часто оставляет нам мало времени на физические тренировки, необходимые для поддержания здоровья и физической формы. Однако, новейшие исследования, проведенные учеными из Университета Флориды и Университета Вашингтона, предлагают революционный подход: препарат, способный заменить физические упражнения. Ученые из Университета Флориды и Университета Вашингтона в Сент-Луисе разработали новый препарат, который обещает изменить представление о физических тренировках. Новая формула, известная как SLU-PP-332, находится на ранних стадиях разработки, но уже показала обнадеживающие результаты в экспериментах на грызунах. Ежедневное применение препарата SLU-PP-332 у мышей привело к заметному улучшению формы, функциональности мышц и выносливости. Это открытие открывает новые перспективы для создания препарата, способного заменить физические нагрузки, необходимые для поддержания здоровья и физической формы. Долгое время идея создания препарата, способного эмулировать эффект тренировок, казалась недостижимой. Однако благодаря многочисленным экспериментам удалось достичь значительных результатов. Препарат SLU-PP-332 увеличивает количество мышечных волокон, устойчивых к усталости, что приводит к улучшению выносливости и эффективности упражнений. Дополнительные исследования показали, что мыши, принимавшие препарат дважды в день, накапливали в 10 раз меньше жира, чем их собратья. Это свидетельствует о том, что SLU-PP-332 способствует активному сжиганию жира и поддержанию здорового обмена веществ. Несмотря на обнадеживающие результаты, ученые продолжат тестирование препарата на грызунах, включая оценку возможных побочных эффектов. Тем не менее, они уже рассматривают перспективу использования этого препарата для разработки лекарства, помогающего людям с проблемами двигательной активности. Разработка препарата SLU-PP-332 представляет собой значимый прогресс в области медицины и спортивной науки. В случае успешного завершения исследований, этот препарат может стать революционным средством для поддержания здоровья и физической формы, не требующим значительных физических нагрузок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026