Скоростная зарядка электрокаро

19.09.2025

Одним из главных факторов, сдерживающих повсеместное распространение электромобилей, остается не столько их запас хода, сколько длительность зарядки. Если проблема дальности уже фактически решена, то ожидание у зарядной станции по-прежнему вызывает у многих автовладельцев недовольство. Южнокорейские ученые из KAIST совместно с компанией LG Energy Solution сообщили о достижении, которое может изменить ситуацию.

Исследователи представили литий-металлический аккумулятор, способный зарядиться с 10 до 80 процентов всего за пятнадцать минут. Такой результат превосходит привычные литий-ионные батареи, которые по-прежнему преобладают на рынке. Li-ion-технология остается безопасной и надежной, но она уже достигла границ своих возможностей, в то время как литий-металлические системы открывают путь к аккумуляторам нового поколения.

Ключевое отличие заключается в аноде. В традиционных литий-ионных батареях энергия накапливается в графитовой структуре, что ограничивает плотность хранения. Литий-металлические аккумуляторы используют вместо этого тончайший слой чистого лития, что существенно увеличивает запас энергии и позволяет автомобилям проходить большее расстояние на одном заряде.

Однако ускоренная зарядка таких устройств долгое время считалась проблематичной. Высокие токи приводят к образованию дендритов - тонких игольчатых наростов на аноде, которые со временем могут повредить внутренние барьеры аккумулятора и вызвать короткое замыкание или возгорание. Даже без критических последствий дендриты снижают емкость батареи и заметно сокращают срок ее службы.

Группа ученых под руководством профессора Хи-Так Кима сумела объяснить природу этого процесса. С помощью криогенной электронной просвечивающей микроскопии они впервые наблюдали, как во время быстрой зарядки возникают разрозненные кристаллические области размером всего несколько нанометров. Это связано с неравномерной межфазной когезией лития, когда под воздействием сильного тока компоненты электролита комкуются и формируют нестабильный экран, стимулирующий рост дендритов.

Для преодоления проблемы исследователи экспериментировали с разными вариантами электролитов. Наиболее эффективным оказался жидкий состав, который препятствует формированию дендритов даже при интенсивной зарядке. Интересно, что наилучшие результаты показали сравнительно "слабые" электролиты, которые не создают прочных связей с ионами лития.

Испытания показали впечатляющие результаты. Один из прототипов заряжался от 5 до 70 процентов всего за двенадцать минут и выдерживал более 350 циклов. Более емкая версия, обладающая расчетной плотностью энергии 386 ватт-часов на килограмм, восполняла заряд от 10 до 80 процентов за семнадцать минут и сохраняла стабильность на протяжении 180 циклов.

По словам профессора Хи-Так Кима, это исследование стало важной вехой: понимание процессов на межфазном интерфейсе позволило устранить главный барьер на пути применения литий-металлических аккумуляторов в автопроме. Если дальнейшие испытания подтвердят надежность технологии, автомобили будущего смогут заряжаться почти так же быстро, как сегодня заправляются топливом.

<< Назад: Искусственная кожа с кровеносными сосудами 19.09.2025

>> Вперед: Космическое путешествие меняет тело и разум 18.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Система очистки воды на основе плазмы 08.11.2018 Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле разработали новое устройство, которое использует плазменные струи и гидроксильные радикалы для очистки воды от трудно удаляемых бактерий и токсинов. Многие из сегодняшних методов очистки воды требуют использования фильтров и химических веществ, которые нуждаются в регулярном пополнении или обслуживании. При этом миллионы людей живут в районах с ограниченным доступом к таким материалам, поэтому исследователи ищут новые варианты очистки воды с применением плазмы. Как правило, плазменная очистка воды - это дорогостоящий способ, но новый класс плазменных устройств может изменить это. Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле изучали новый тип плазменного генератора для очистки воды. Новый генератор подает напряжение для ионизации газа при атмосферном давлении и создает много полезных побочных продуктов, включая гидроксильные радикалы, которые вызывают каскад реакций, очищающих воду. В то время как термин "плазма" вызывает в воображении картинки очень горячих солнечных потоков, движущихся через пространство, методы очистки воды на основе плазмы используют ее свойство генерировать реактивные свободные радикалы, делая многие соединения в воде инертными. Плазма и последующие химические реакции выделяют энергию и химические вещества, которые могут убивать даже микроцистин, который вызывает цветение водорослей, скрывающихся в нашем водоснабжении. В отличие от более распространенных плазменных очистителей на основе озона, новое устройство базируется на производстве гидроксильных радикалов. Этот метод, предполагают ученые, обойдет некоторые препятствия, которые не под силу озоновым аналогам, а именно высокое энергопотребление и избыточное выделение тепла. Используя оптическую эмиссионную спектроскопию, исследователи сравнивали, как разные факторы играют роль в производстве большего количества гидроксильных радикалов в их плазменном устройстве. Например, увеличение напряжения, видимо, оказывает наибольшее влияние на конечный результат за счет увеличения частоты импульсов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026