Натрий-ионная батарея очищает морскую воду

09.10.2025

Проблема эффективного и экологически безопасного хранения энергии становится все более актуальной на фоне растущего спроса на аккумуляторы и перехода к возобновляемым источникам. Литий-ионные батареи, несмотря на свою популярность, сопряжены с высокой стоимостью и значительным вредом для окружающей среды при добыче сырья. Поэтому ученые по всему миру активно ищут альтернативы. Одной из самых перспективных разработок последних лет стала работа исследователей из Университета Суррея в Великобритании, предложивших необычное и одновременно гениальное решение для натрий-ионных аккумуляторов.

Команда ученых под руководством доктора Даниэля Коммандера обнаружила, что сохранение воды в структуре одного из компонентов батареи, а не ее удаление, как делалось ранее, приводит к существенному росту эффективности устройства. Это простое изменение позволило батарее заряжаться быстрее, дольше удерживать заряд и демонстрировать повышенную стабильность в течение более чем 400 циклов зарядки.

Материал, ставший центром исследования, называется натрий-ванадиевый оксид (NaVO). Обычно его нагревают, чтобы удалить влагу, считая воду вредной для электрохимических процессов. Однако, оставив воду в структуре, ученые получили соединение NVOH - натрий-ванадат-гидрат, - которое показало значительно лучшие результаты. В лабораторных испытаниях этот материал смог накопить почти вдвое больше энергии, чем стандартные натрий-ионные аналоги.

"Наши результаты были совершенно неожиданными, - признался доктор Коммандер. - Мы просто решили проверить, что произойдет, если не удалять воду. Оказалось, что именно она способствует улучшению характеристик батареи". Это открытие не только меняет подход к проектированию натрий-ионных аккумуляторов, но и указывает на важность переосмысления традиционных технологических процедур.

Не менее удивительным стало и другое наблюдение: NVOH способен стабильно работать даже в соленой воде, где большинство батарей теряют эффективность. Более того, во время экспериментов материал не только сохранял способность к накоплению энергии, но и фактически очищал воду. Графитовый электрод в процессе зарядки извлекал из раствора хлориды, что приводило к частичному опреснению морской воды.

Такой эффект открывает совершенно новую перспективу - объединение технологий хранения энергии и очистки воды. В будущем подобные системы смогут использовать морскую воду как природный электролит, одновременно производя пресную воду и обеспечивая стабильное накопление энергии. Это решение не только снижает стоимость производства батарей, но и делает их экологически безопаснее.

Работа Университета Суррея демонстрирует, что натрий может стать достойной альтернативой литию. Этот элемент гораздо доступнее, его добыча требует меньше ресурсов и не наносит столь серьезного ущерба экосистемам. Если результаты исследований подтвердятся в промышленных условиях, натрий-ионные батареи смогут заменить литий-ионные в электромобилях, системах хранения энергии для солнечных и ветряных станций, а также помочь в решении проблемы нехватки пресной воды.

<< Назад: Мужской мозг стареет быстрее, чем женский 09.10.2025

>> Вперед: Гибкий имплант для точечной терапии 08.10.2025

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 Простой метод получения черного кремния для солнечных панелей 14.07.2014 Ученые из Университета Райс в Хьюстоне (США, штат Техас) разработали доступный метод получения черного кремния. Преимущество черного кремния заключается в том, что он может улавливать значительное количество солнечного света. Материал, полученный учеными, практически не отражает свет. Это свойство достигается за счет применения очень маленьких наноигл при обработке поверхности пластины. Такие иглы должны имеет размеры меньше, чем длина волны света, который попадает в результате в ловушку. Подобные поверхностные структуры поглощают солнечный свет с высокой эффективностью независимо от угла облучения и длины световой волны. В этом состоит отличие от стратегий уменьшения потерь на отражении, применявшихся ранее, - говорит химик из университета Райса и руководитель проекта Эндрю Барон. До настоящего момента для производства черных кремниевых пластин требовалось достаточно много времени. Техасские исследователи смогли сократить весь процесс до одного шага. Они берут смесь фторида водорода, нитрата меди, фосфорной кислоты и воды. После нанесения такой смеси на пластину из кристаллического кремния фосфорная кислота преобразует ионы меди в наночастицы, которые окисляют кремний и выжигают при участии фторида водорода обратную пирамидальную структуру на поверхности пластины. Проводя эксперименты с этим процессом, ученые получили нанопоры размером меньше, чем 590 нм. Они позволяют "поймать" 99% света.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026