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:

Моховая губка для сбора нефти из воды 24.04.2025

Разливы нефти продолжают оставаться одной из самых опасных угроз для экосистем океанов и пресной воды. Эти инциденты не только нарушают баланс водной среды, но и наносят долгосрочный ущерб флоре, фауне и местному населению. В поисках эффективных и экологичных решений ученые со всего мира работают над технологиями, способными быстро и безопасно устранять последствия таких катастроф. Одним из самых перспективных достижений в этой области стала новая разработка китайских исследователей из Университета образования Гуйчжоу. Команда ученых сфокусировала свои усилия на использовании природного ресурса - мха сфагнума, широко распространенного и известного своей способностью удерживать влагу. Однако специалисты пошли дальше: они модифицировали поверхность мха с помощью доступных химических реагентов, добившись того, что материал стал эффективно впитывать нефтепродукты, одновременно отталкивая воду. Такая селективность делает его особенно подходящим для применения при очистке загрязненных вод ...>>

Круглый ветрогенератор Windgate для домов 24.04.2025

Владельцы частных домов все чаще обращают внимание на альтернативные способы генерации электричества. Одним из перспективных направлений остается ветроэнергетика, но ее внедрение в бытовые условия сталкивается с рядом трудностей. Среди них - недостаточная скорость ветра в жилых районах, шум от работы турбин и высокая стоимость установки оборудования. Однако американская компания Honeywell вместе с EarthTronics представила решение, способное преодолеть эти барьеры - круглый ветрогенератор Windgate. Инженеры предложили инновационный подход, отказавшись от классической конструкции турбины с зубчатой ступицей. Вместо этого Windgate использует технологию Blade Tip Power System: генерация электроэнергии осуществляется за счет постоянных магнитов, установленных по краям лопастей и на ободке ротора. Такой подход позволяет значительно снизить механическое сопротивление и производить энергию даже при скорости ветра всего 0,8 метра в секунду, в то время как стандартные турбины требуют как мини ...>>

Вороны разбираются в геометрии 23.04.2025

Ученые все чаще пересматривают свои взгляды на интеллектуальные способности животных. Оказывается, некоторые виды демонстрируют куда более сложное поведение, чем считалось ранее. Одним из поразительных открытий последних месяцев стало доказательство того, что черные вороны способны воспринимать геометрические закономерности. Исследование, проведенное специалистами из Тюбингенского университета в Германии, показало: эти птицы обладают зачатками пространственного мышления, характерного прежде всего для человека. Опыты, позволившие прийти к таким выводам, проводились с участием обученных черных ворон, которым демонстрировали различные геометрические формы на экране. Исследователи ставили перед птицами задачу распознать фигуру, которая выбивается из общего ряда. Причем отличие могло быть как броским - например, звезда среди квадратов, - так и едва заметным, вроде небольшого наклона одной из фигур. За правильный выбор ворона получала вознаграждение в виде лакомства. Примечательно, что ...>>

Защищенный планшет Tab Active5 Pro 23.04.2025

Компания Samsung представила защищенный планшет Tab Active5 Pro. Планшет получил яркий 10,1-дюймовый TFT-экран с разрешением 1920 на 1200 пикселей и частотой обновления 120 Гц. Новая модель поддерживает чувствительный сенсорный ввод, что позволяет работать в перчатках или даже при влажных пальцах. В отличие от более компактной версии Tab Active5 с 8-дюймовым экраном, новинка предлагает улучшенную защиту - вместо стекла Gorilla Glass 5 теперь используется более прочный Gorilla Glass Victus+, а максимальная яркость дисплея достигает 600 кд/м2. Особое внимание инженеры уделили автономности. В Galaxy Tab Active5 Pro установлен аккумулятор емкостью 10 100 мАч, что в два раза превышает показатель у предыдущей модели. Благодаря функции горячей замены аккумулятора устройство можно обслуживать без выключения, а также использовать его и вовсе без батареи, подключив напрямую к электросети. Такая особенность делает планшет идеальным для стационарного применения, например, в качестве мобильно ...>>

Перспективные водные аккумуляторы 22.04.2025

Вопрос безопасного и устойчивого хранения энергии сегодня стоит особенно остро. В условиях растущей зависимости от электроэнергии и активного внедрения возобновляемых источников возрастает необходимость в разработке аккумуляторов, способных сочетать высокую эффективность с экологичностью. Одним из перспективных направлений в этой области стали водные аккумуляторы, которые, несмотря на определенные ограничения, привлекают внимание ученых по всему миру. Команда исследователей из нескольких научных учреждений США недавно достигла заметного прогресса в создании водно-электролитных аккумуляторов. Им удалось разработать экспериментальную модель, которая демонстрирует стабильную работу на протяжении двух тысяч циклов зарядки и разрядки. Это значительное достижение в сравнении с ранними версиями водных батарей, которые страдали от недостаточной долговечности и сравнительно низкой энергоэффективности. Главное преимущество таких аккумуляторов заключается в их безопасности. В отличие от шир ...>>

Случайная новость из Архива Водородный электровелосипед YouOn 30.12.2021 Китайская платформа по прокату велосипедов YouOn представила свои первые водородные. В настоящее время они предлагаются только в городской зоне Чанчжоу в провинции Цзянсу в Китае. На момент запуска в этом районе предлагается 1000 таких велосипедов, аренда стоит 2 юаня (около 0,3 доллара) за 20 минут. Корпус выполнен из усиленного металлического сплава, топливный бак с водородом находится внутри рамы, а силовой трансформатор/аккумуляторная батарея - под сиденьем велосипедиста. Несмотря на множество компонентов, велосипед считается легким и безопасным, поэтому его разрешено использовать в городе. Представитель YouOn выделил особенности новых электрических велосипедов компании с водородным двигателем: запас хода 70 км, скорость до 23 км/ч, а также возможность для велосипедистов экономить электроэнергию во время езды на велосипеде в гору. YouOn занималась разработкой электровелосипедов с водородным двигателем с 2017 года, а в октябре 2019 года компания провела первый успешный пробный запуск своего первого прототипа. Основной задачей во время исследований и разработок было решение проблемы хранения водорода. YouOn пришлось разработать водородный топливный бак низкого давления, чтобы обеспечить больший пробег велосипеда на водородной энергии. Такие велосипеды превосходят традиционные электрические велосипеды по дальности хода, но и стоимость производства водородных велосипедов выше, чем литий-ионных аналогов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025