Инновационный твердотельный аккумулятор от NASA

17.10.2022

Исследователи из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, работающие в рамках проекта Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety (SABERS), добились прогресса в разработке инновационного аккумулятора - более легкого, эффективного и эффективного использования. сейчас в промышленности. Речь идет о твердотельном аккумуляторе, который по характеристикам значительно превосходит литийные аналоги.

Производительность аккумуляторов является ключевым аспектом в разработке экологически чистых видов транспорта, таких как электрические самолеты. Батареи должны хранить множество энергии, необходимой для питания самолета, при этом они должны иметь небольшую массу и разряжаться с определенной скоростью.

Для создания такого аккумулятора в SABERS использовали инновационные материалы, ранее не применявшиеся в этой сфере. За счет этого исследователям удалось добиться существенного прогресса. За последний год им удалось увеличить скорость разряда батареи сначала в десять раз, а затем еще в пять раз, приближая разработку к цели создания батареи для питания самолета.

Использование инновационных материалов также позволило внести ряд изменений в конструкцию и способ упаковки твердотельных аккумуляторов. Это помогло уменьшить их массу и увеличить емкость. Вместо размещения каждого отдельного элемента аккумулятора в отдельном стальном корпусе, как это делается в случае литийных батарей, все элементы аккумулятора SABERS могут быть уложены вертикально внутри одного корпуса. Используя такой подход, исследователи наглядно показали, что твердотельные батареи могут питать машины мощностью 500 Втч/кг - вдвое больше, чем современные электромобили.

"Такая конструкция не только устраняет 30-40% массы батареи, но и позволяет нам удвоить или даже утроить энергию, которую она может сохранять, что значительно превосходит возможности литийных батарей, которые считаются передовыми" , - сообщил один из участников проекта SABERS Рокко Виджано.

Безопасность является еще одним из ключевых требований к использованию батарей в электрических самолетах. В отличие от литийных аккумуляторов, твердотельные батареи не загораются при физическом повреждении и могут продолжать работать даже в таком состоянии. Исследователи SABERS испытали свою батарею при разных давлениях и температурах. В результате было установлено, что она может работать при температурах почти вдвое выше литийных аккумуляторов, причем без необходимости привлечения сложных систем охлаждения.

<< Назад: Слюна гусениц против пластика 17.10.2022

>> Вперед: Ветрогенератор Siemens Gamesa выработал 359 МВтч за сутки 16.10.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Построен высокотемпературный сверхпроводящий токамак 16.06.2024 Термоядерная энергетика - одно из самых перспективных направлений современной науки, и китайская компания Energy Singularity сделала значительный шаг в этой области, создав первый высокотемпературный сверхпроводящий токамак HH70. Эта установка, расположенная в восточном районе Шанхая, стала первым в мире сверхпроводящим токамаком, построенным частной компанией, что является важным достижением как для Китая, так и для мировой науки. Токамак представляет собой сосуд в форме пончика, который использует магнитные поля для удержания плазмы. В таких условиях можно достичь необходимой температуры для термоядерного синтеза, при котором атомы водорода сливаются, образуя гелий и выделяя огромное количество энергии. Это явление лежит в основе солнечной энергии и может стать ключом к созданию практически неограниченного источника чистой энергии на Земле. Компания Energy Singularity стремится доказать, что токамаки не обязательно должны быть гигантскими и дорогостоящими. Согласно отчету CGTN, их установка HH70 меньше и дешевле существующих аналогов. Это стало возможным благодаря использованию высокотемпературного сверхпроводящего материала REBCO, который представляет собой тонкие ленты из оксида редкоземельного бария и меди. Эти ленты можно производить в больших масштабах, что снижает затраты на их закупку и использование. Уникальность токамака HH70 заключается в его способности работать при высоких температурах, используя инновационную магнитную систему на основе материала REBCO. Это позволяет создавать компактные и экономичные термоядерные установки. Energy Singularity утверждает, что их технологии позволят сократить объем термоядерных установок примерно в 50 раз по сравнению с существующими токамаками. Эффективность термоядерных реакторов измеряется с помощью коэффициента Q, который представляет собой отношение производимой энергии к энергии, необходимой для поддержания реакции. На данный момент наивысшее значение Q, достигнутое в токамаках, составляет 1,53. Однако Energy Singularity ставит перед собой амбициозную цель создать токамаки со значением Q, равным 10, что будет значительным прорывом в термоядерной энергетике. Планы компании включают строительство токамака следующего поколения к 2027 году и демонстрацию своей технологии к концу десятилетия. Это позволит не только подтвердить жизнеспособность их подхода, но и откроет путь к коммерческому использованию термоядерной энергии. Создание первого высокотемпературного сверхпроводящего токамака компанией Energy Singularity представляет собой значительный шаг вперед в области термоядерной энергетики. Инновационные материалы и компактный дизайн установки HH70 демонстрируют, что эффективные термоядерные реакторы могут быть доступными и масштабируемыми. Успешная реализация этих технологий может привести к революции в энергетике, предоставив человечеству почти неограниченный источник чистой энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025