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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Кухонные губки выделяют значительное количество микропластика 05.04.2026

Кухонные губки - один из самых используемых предметов в быту - могут быть недооцененным источником микропластика. Ученые из Боннского университета изучили, сколько таких частиц выделяется во время мытья посуды и как это влияет на окружающую среду. Выяснилось, что губки действительно ежегодно выделяют измеримое количество микропластика, однако основной вред экологии связан не с этим, а с расходом воды. В работе оценивали реальное выделение микропластика и его влияние с помощью анализа жизненного цикла (LCA). Исследование объединило лабораторные эксперименты и подход "гражданской науки": добровольцы из Германии и Северной Америки использовали разные типы губок в быту и фиксировали процесс. Губки взвешивали до и после использования, а также тестировали в лаборатории с помощью устройства SpongeBot, имитирующего мытье посуды. Результаты показали, что все губки изнашиваются и выделяют микропластик - примерно от 0,68 до 4,21 г на человека в год, в зависимости от состава. При этом губки ...>>

Гуманоид-спринтер Unitree H1 04.04.2026

Развитие гуманоидной робототехники сегодня стремительно приближается к уровню, при котором машины начинают уверенно имитировать не только движения человека, но и его физические возможности. Особенно активно в этом направлении работают компании из Китая, и очередное достижение Unitree Robotics стало заметной вехой в индустрии. Компания официально сообщила, что их антропоморфный робот Unitree H1 установил мировой рекорд скорости среди полноразмерных гуманоидов. В ходе испытаний машина продемонстрировала характеристики, которые ранее считались недостижимыми для подобного класса устройств, особенно с учетом их массы и конструкции. Во время тестового забега Unitree H1 разогнался до 3,3 метра в секунду, что соответствует примерно 12 километрам в час. Для сравнения, средняя скорость ходьбы человека составляет около 5 километров в час. Хотя до уровня профессионального бега роботам еще далеко, для гуманоидной системы массой около 47 килограммов такой результат считается значительным инжен ...>>

Случайная новость из Архива Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024 В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта деформация точно воспроизводится во второй ткани, соприкасающейся с кожей ребенка, позволяя ему ощущать физическую близость, даже на расстоянии. Электроды на обеих сторонах пленки реагируют на деформацию, изменяя ее электрическую емкость. Интеллектуальные алгоритмы прогнозируют и программно управляют последовательностью движений, контролируя деформацию эластомерной пленки и эмулируя прикосновение родителей. Технология искусственной кожи для виртуальных объятий открывает новые горизонты в области виртуального общения и близости. Эта разработка может стать ценным инструментом для тех, кто находится вдали от своих близких, особенно для детей, находящихся на карантине в больницах. Эмуляция прикосновений от родителей может принести утешение и комфорт детям в трудные времена, а также укрепить связь между родителями и детьми на расстоянии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026