Изобретена несокрушимая литий-серная батарея

19.09.2024

Ученые из Университета электронных наук и технологий Китая разработали революционную литий-серную (Li-S) батарею, способную работать даже в поврежденном состоянии - сложенной или разрезанной. Это значительное достижение может решить множество проблем, связанных с безопасностью и долговечностью аккумуляторов, что открывает новые перспективы для их применения в различных сферах.

Традиционные литий-серные батареи обладают высокой энергетической плотностью, что делает их привлекательными для использования в устройствах, требующих большого запаса энергии. Однако у них есть серьезные недостатки: катод из сульфида железа подвержен разрушению, так как сера растворяется в электролите, вызывая потерю емкости и образование осадка, от которого невозможно избавиться. Это ограничивает срок службы таких аккумуляторов, особенно при высоких температурах.

Китайские исследователи предложили оригинальное решение этой проблемы. Они добавили дополнительный слой между катодом и электролитом, что позволило минимизировать растворение серы без ухудшения возможности батареи к многократной перезарядке. После ряда экспериментов с различными материалами было установлено, что полиакриловая кислота (PAA) является наиболее эффективным вариантом. Этот материал не только замедляет разрушение катода, но и сохраняет разрядную емкость батареи на высоком уровне даже после сотен циклов зарядки и разрядки.

Прототипы батарей были созданы в двух формах: в виде "пакета" и "таблетки". В "пакетных" батареях катод из сульфида железа был покрыт слоем PAA и использовался карбонатный электролит, а анод был изготовлен на основе графита. Эти элементы демонстрировали исключительную устойчивость: после более чем 100 циклов зарядки-разрядки не было обнаружено следов распада, даже когда батарея была сложена пополам или разрезана. "Таблетка" показала также хорошие результаты, сохранив 72% своей начальной емкости после 300 циклов зарядки.

Разработчики пояснили, что разница в показателях между батареями разных типов может быть связана с их конструктивными особенностями и тем, как они справляются с электрохимическими процессами. "Пакетные" батареи обладают лучшей механической целостностью и меньшим сопротивлением, что может объяснять их более высокую эффективность по сравнению с "таблетками".

Вдохновленные этими успехами, ученые начали тестировать покрытие на катодах других типов аккумуляторов, таких как литий-молибденовые и литий-ванадиевые. Если эта технология будет успешно внедрена в производство, подобные аккумуляторы могут найти широкое применение в устройствах, где критически важны высокая плотность энергии и долговечность. Это может быть полезно в таких областях, как электротранспорт, возобновляемые источники энергии и различные мобильные устройства.

Создание несокрушимой литий-серной батареи может стать ключевым шагом в создании более безопасных и долговечных аккумуляторов. Это открытие обещает не только продлить срок службы устройств, но и улучшить их эксплуатационные характеристики, что в конечном итоге повлияет на развитие технологий хранения энергии в самых различных областях.

<< Назад: Смех помогает от сухости глаз 19.09.2024

>> Вперед: Влияние шума и загрязнения воздуха на фертильность человека 18.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Компас голубя оказался в его печени 09.06.2026

Ученые десятилетиями пытались разгадать секрет невероятной способности почтовых голубей преодолевать сотни километров и безошибочно возвращаться домой. Они искали магнитные сенсоры в клюве, глазах, ушах и мозге, однако ответ оказался совершенно неожиданным. Международная команда биологов обнаружила, что внутренний компас этих птиц находится в печени. Именно там расположены особые иммунные клетки, насыщенные железом и способные воспринимать магнитное поле Земли. Исследование провели доктор Кливия Лисовски (первый автор), профессор Кристиан Куртц из Университетской больницы Бонна и профессор Мартин Викельски из Института поведения животных имени Макса Планка. В работе также участвовали специалисты из Университета Дуйсбург-Эссен. Ученые выяснили, что макрофаги печени голубей накапливают железо из отработанных эритроцитов и приобретают суперпарамагнитные свойства, превращаясь в миниатюрные магнитные датчики. Ранее существовало несколько гипотез о расположении магниторецепторов у птиц ...>>

4K лазерный проектор Acer HL6820GTV 09.06.2026

Компания Acer пополнила свою линейку домашних кинозалов новой моделью. Проектор HL6820GTV - это 4K лазерное устройство, которое имеет встроенное Google TV и поддерживает игровые функции, в том числе переменную частоту обновления до 144 Гц. Он будет доступен в регионе EMEA в третьем квартале 2026 года по стартовой цене 1399 евро. Проектор использует DMD-панель размером 0.47 дюйма для воспроизведения разрешения 4K UHD (3840 x 2160). Вместо традиционной лампы он оснащен лазерным источником света. Acer заявляет, что это позволяет устройству достигать яркости 4 000 ANSI люменов в стандартном режиме, что делает его пригодным для использования в помещениях с рассеянным дневным светом.Портативные компьютеры и ноутбуки Также предусмотрен режим Eco, который уменьшает яркость до 3200 люменов, снижает уровень шума вентилятора до 29 дБА и увеличивает ожидаемый срок службы лазера с 20 000 до 30 000 часов. По данным компании такая лазерная конфигурация потребляет на 35% меньше энергии, чем ламп ...>>

Дороги из пластикового мусора 08.06.2026

В условиях стремительной урбанизации и роста потребления пластиковой упаковки многие развивающиеся страны сталкиваются с острой проблемой накопления отходов. Непал не стал исключением: в крупных городах, таких как Катманду и Покхара, инфраструктура переработки не успевает за объемами мусора, значительную часть которого составляет трудноутилизируемый пластик. В ответ на этот вызов местные инициативы предлагают оригинальное решение - превращать пластиковые отходы в материал для строительства дорог. Организация Green Road Waste Management, основанная Бималом Бастолой и его командой, активно реализует проект по созданию "пластиковых" дорог. Для производства специального асфальта используются упаковки от снеков, печенья и другие виды низкосортного пластика, которые обычно отправляются на свалки. По данным участников проекта, на строительство одного километра дороги требуется около двух тонн измельченного пластика. Технология довольно проста по своей сути. Пластиковые отходы измельчают ...>>

Самодостаточный электрический вездеход для арктических ледников 08.06.2026

Канадские инженеры из компании Noble Northern в сотрудничестве с оператором туров Pursuit разработали и запустили первый в мире электрический Ice Explorer - специализированный автобус для исследования и экскурсий по ледникам. Это полностью автономное транспортное средство предназначено для работы в экстремальных условиях Национального парка Джаспер в провинции Альберта, где расположен знаменитый ледник Атабаска, входящий в состав Колумбийского ледяного поля. Ранее весь парк подобных машин, а их там насчитывалось около десяти, работал исключительно на дизельном топливе. Даже после модернизации систем очистки выхлопов эти мощные вездеходы на грузовой базе продолжали оказывать негативное воздействие на чувствительную северную экосистему. Инженеры взяли за основу шасси обычного дизельного грузовика, но существенно переработали его конструкцию. Они установили двойные колеса, обеспечили полный привод и значительно увеличили площадь сцепления с ледяной поверхностью. Сердцем нового вездеход ...>>

Жидкий кальциевый нитрат для овощеводства 07.06.2026

Хозяйство Solbergs Gartneri, расположенное в Веттре, Норвегия, выращивает огурцы на площади 12 500 м2. В текущем сезоне оно полностью заменило традиционный водорастворимый кальциевый нитрат на продукт, производимый компанией N2 Applied из воздуха, воды и возобновляемой электроэнергии. Первые испытания нового удобрения начались еще в конце прошлого сезона в небольшом объеме, после чего хозяйство приняло решение о полном переходе. Технология N2 Applied основана на использовании плазмы для получения азотной кислоты из атмосферного воздуха и воды, которую затем превращают в жидкий кальциевый нитрат. Этот формат особенно удобен для систем фертигации. Важным преимуществом является отсутствие аммония в составе, что дает агрономам больше возможностей для точной корректировки питания растений. Владелец хозяйства Кристиан Солберг отметил, что теперь они могут более гибко реагировать на изменения pH в субстрате, снижая или увеличивая внесение аммония по необходимости. Одним из главных мотив ...>>

Случайная новость из Архива Joshua от VIA 26.02.2000 VIA перенесла на начало 2000 г. выпуск своей "темной лошадки" - микропроцессора начального уровня Joshua под Socket 370: самого медленного по тактовой частоте (всего 333-400 МГц) и лидера по объему кэша L2 (256 кбайт).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026