Водная цинк-ионная батарея с продолжительным сроком службы

23.08.2023

Исследовательская группа во главе с профессором Чжао Банчуанем из Института физических наук Хэфэя (HFIPS) Академии наук Китая (CAS) представила новое революционное достижение в области энергетики - высокоэффективную водную цинк-ионную батарею с продолжительным сроком службы, даже в условиях слабого магнитного поля.

Водные цинк-ионные аккумуляторы представляют собой обещающую и экологически безопасную альтернативу литий-ионным батареям. Однако ограниченные химические характеристики катодных материалов и рост цинковых дендритов на аноде приводят к ограничению энергетической плотности и жизненного цикла водных цинк-ионных батарей. Для преодоления этой проблемы ученые сфокусировались на создании катодов с повышенной энергетической плотностью и на подавлении роста цинковых дендритов.

Исследователи использовали новый подход, объединив одноэтапный гидротермальный метод с электрохимической инженерией дефектов, чтобы создать уникальный катодный материал - VS 2 . Этот материал обладал высокой плотностью дефектов, которые эффективно снижали электростатическое взаимодействие между ионами цинка и VS 2 , способствуя трехмерной транспортировке ионов Zn 2+ в структуре материала. Это в свою очередь обеспечило улучшенную эффективность батареи.

Несмотря на вызовы в виде роста цинковых дендритов, команда исследователей обнаружила, что воздействие слабого внешнего магнитного поля сдерживает рост дендритов и существенно увеличивает жизненный цикл батареи. Эксперименты в условиях слабого магнитного поля подтвердили, что высокоэффективная батарея Zn-VS 2 обеспечивает продолжительный срок службы, высокую энергетическую плотность и мощность.

<< Назад: Магнитный момент мюона - пятая сила природы 24.08.2023

>> Вперед: Переработка старого пластика в мыло 23.08.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Гибридный квадроцикл Krampus 24.04.2022 Литовские автопроизводители анонсировали новый вездеход (ATV) Krampus Mk1 для выполнения пилотируемых, частично пилотируемых, дистанционно управляемых и автономных миссий на поле боя. Гибридная дизель-электрическая силовая установка в бесшумном режиме обеспечивает скрытный подход машины к району выполнения задачи, где экипаж из двух человек может спешиться и самостоятельно направить машину к передовым огневым позициям. Krampus Mk1 рассчитан на 500-килограммовую полезную нагрузку, которая может включать в себя дистанционно управляемые противотанковые системы, системы запуска дронов-убийц или зенитные системы вооружения. После выполнения огневой задачи квадроцикл Krampus должен вернуться, чтобы забрать свой экипаж и продолжить пилотируемую миссию. Разработчики квадроцикла Krampus Mk1 также предусматривают использование транспортных средств в невоенных областях, таких как охрана границ, правоохранительные органы, контроль окружающей среды, добыча полезных ископаемых - любой сценарий, где миссия может потребовать автономных или дистанционно управляемых операций в течение длительного времени или работы в опасной среде. Компания Ostara уже достигла 6 уровня технологической готовности проекта квадроцикла Krampus. В прошлом году команда разработчиков завершила этап полевых испытаний и внесла необходимые исправления и доработки в системы и подсистемы автомобиля. Ранее в этом году были внедрены технологические решения, обеспечивающие дистанционное и автономное управление транспортным средством. Krampus Mk1 имеет встроенный дизель-генератор и мощный аккумулятор, обеспечивающий запас хода 1000 км. В бесшумном режиме, когда два электродвигателя питаются только от аккумуляторной батареи, запас хода автомобиля может достигать 200 км. В компании говорят, что демонстратор квадроцикла Krampus Mk1 уже заложил основу для начала следующего прототипа Krampus Mk2.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025