Перспективы пластиковых твердых электролитов для автомобильных аккумуляторов

30.10.2024

Японские ученые из Токийского университета Софии исследуют органические ионные пластические кристаллы (OIPC) как перспективный тип твердых электролитов для создания высокоэффективных твердотельных аккумуляторов. Эти разработки направлены на улучшение характеристик электротранспорта, предлагая решения для более безопасных и долговечных батарей.

Твердотельные аккумуляторы представляют собой интересную альтернативу традиционным батареям с жидким электролитом. Они обеспечивают большую стабильность и производительность, что позволяет сократить использование лития, делая такие батареи менее затратными и более компактными. Для транспортных средств, особенно электромобилей и электробусов, такие аккумуляторы могут стать настоящим прорывом, предлагая легкость, повышенную безопасность и маневренность.

Для определения перспективности OIPC как твердых электролитов исследователи использовали передовые методы анализа, в том числе графовые нейронные сети. Это позволило прогнозировать ионную проводимость различных структурных модификаций кристаллов OIPC. Результатом их работы стало синтезирование восьми новых соединений, из которых шесть проявили достаточную жесткость при комнатной температуре, что является важным критерием для применения в аккумуляторах. Одно из этих соединений продемонстрировало особенно высокую ионную проводимость, что подтверждает потенциал OIPC в качестве твердотельных электролитов для аккумуляторов.

Высокая ионная проводимость OIPC - ключевой фактор, который может способствовать ускоренному развитию и распространению твердотельных батарей. Эти материалы позволяют перемещать ионы с меньшими потерями энергии и практически не подвержены утечкам и перегревам, что критично для долговечности и безопасности батарей.

Сочетание экспериментальных исследований с методами молекулярной динамики позволит ученым углубить понимание свойств ионных проводников. Они планируют продолжить работу над усовершенствованием таких материалов, чтобы ускорить внедрение твердотельных аккумуляторов в транспортные средства. Развитие этих технологий поможет сделать электротранспорт более доступным и эффективным.

Предлагаемые решения могут ускорить переход на чистые источники энергии в транспорте, снижая нагрузку на окружающую среду и повышая экономическую эффективность.

<< Назад: Выращивание кур из яиц без скорлупы 30.10.2024

>> Вперед: Привлекательный запах друзей 29.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Идеальный уличный фонарь 28.04.2013 Группа исследователей из Тайваня и Мексики разработала светодиодный фонарь, который освещает улицу действительно идеально: без пятен тени, с минимумом светового загрязнения и потребления электроэнергии. Уличные фонари - привычный элемент городского пейзажа, но они вносят негативный вклад в экологию: создают световое загрязнение, потребляют много энергии и ко всему этому освещают улицы плохо - оставляют неосвещенные участки на дорогах и улицах. Новейшие достижения в области светодиодного освещения во многом решили проблемы энергоэффективности, но до сих пор значительная часть света уличных фонарей попадает не туда, куда нужно. Проблемы светового загрязнения существуют во всех больших городах: ночной свет мешает птицам, насекомым, растениям, светит в окна спален и засвечивает звезды, лишая нас удовольствия любоваться звездным небом. Новая светодиодная система решает эту проблему. Она обеспечивает равномерное освещение конкретного участка улицы при низких энергозатратах. Обычно уличные фонари размещают в шахматном порядке вдоль улиц и автострад. Это ограничивает свободу размещения столбов и к тому же появляются пятна тени, которых можно избежать только установкой большего количества фонарей. Новый фонарь можно настраивать под любой контур участка, например он может освещать только прямоугольник дороги, квадрат парковки или любую другую форму поверхности. При этом оптический коэффициент использования (OUF, соотношение излучаемого света и светового потока на объекте) нового фонаря достигает 51-81%. Для сравнения: в самых лучших современных уличных фонарях OUF не превышает 45%, то есть большая часть света "улетает" куда попало, а не на нужный объект. Главная особенность нового фонаря - необычный дизайн. Светильник состоит из трех светодиодных кластеров, каждый из которых имеет специальную линзу полного внутреннего отражения (TIR). Данная линза фокусирует свет, таким образом, что лучи параллельны друг другу. Этот процесс называется коллимация. Эти линзы отправляют максимум света на объект, при этом дополнительный диффузор устраняет блики и еще больше снижает световое загрязнение. Сочетание коллиматора и диффузора также позволяет настраивать форму светового пятна, например для автострады это будет прямоугольник. Такие световые прямоугольники легко соединить, чтобы идеально осветить дорогу: без темных зон и слепящих бликов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026