Магниевые батареи будущего

16.06.2026

Исследователи из японского Университета Тохоку представили инновационный подход, который способен радикально изменить ситуацию в этой области. Благодаря новому магниево-оловянному сплаву срок службы таких батарей удалось увеличить более чем в 400 раз по сравнению с предыдущими разработками.

В лабораторных испытаниях новый материал продемонстрировал стабильную работу на протяжении более 1300 часов без заметной деградации. Этот результат, который еще несколько лет назад казался практически недостижимым для магниевых систем, открывает новые горизонты для практического применения технологии. Ученые подчеркивают, что ключ к успеху заключался не в полном устранении нежелательных химических реакций на границах электродов, а в их грамотном контроле и использовании для повышения общей стабильности батареи.

Магниевые батареи давно привлекают внимание разработчиков благодаря целому ряду преимуществ. Они значительно дешевле в производстве, обладают повышенной безопасностью, поскольку меньше подвержены риску перегрева и возгорания, а также считаются более экологичными по сравнению с литиевыми аналогами. Однако главная проблема, которая долгое время сдерживала их коммерциализацию, заключалась в нестабильности интерфейсов между электродами и электролитом. Эти реакции приводили к быстрому разрушению материалов и снижению ресурса батареи.

Японские специалисты предложили принципиально иной подход. В основе их разработки лежит анод из магниево-оловянного сплава (Mg-Sn). При добавлении олова в магний образуется стабильное интерметаллическое соединение Mg2Sn. Именно это соединение обеспечивает равномерное распределение ионов магния во время циклов зарядки и разрядки, предотвращая локальные перегрузки, которые обычно вызывают деградацию структуры материала. В результате значительно повышается стабильность циклов и общая долговечность аккумулятора.

Такой механизм фактически превращает слабое место системы в ее преимущество. Вместо того чтобы бороться с неизбежными интерфейсными реакциями, ученые научились направлять их в нужное русло. Это позволило добиться баланса между стабильностью и эффективным транспортом ионов магния. Специалисты отмечают, что подобная стратегия может оказаться более перспективной, чем традиционные попытки полной изоляции или подавления реакций внутри батареи.

Результаты исследования уже вызвали значительный интерес в научном сообществе. Профессор Хао Ли из Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) Университета Тохоку подчеркнул, что контролируемое управление интерфейсными процессами открывает путь к созданию более предсказуемых и надежных систем хранения энергии. Этот подход потенциально применим не только к магниевым батареям, но и к другим альтернативным технологиям аккумуляторов.

С инженерной точки зрения такое изменение парадигмы - от борьбы с химическими процессами к их точному управлению - может стать основой для настоящей технологической революции в энергетике. Если разработка удастся вывести из лаборатории на промышленный уровень, она способна существенно повлиять на рынки электромобилей, портативной электроники, а также систем накопления энергии из возобновляемых источников.

<< Назад: Квантовый сенсор для обнаружения альтермагнетиков 16.06.2026

>> Вперед: Дефицит холина влияет на работу мозга 15.06.2026

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 Honeywell HPMA115S0 - измеритель концентрации пыли PM2.5 29.05.2019 Компания Honeywell представила новый измеритель массовой концентрации пыли HPMA115S0, измеряющий содержание в воздухе мелкодисперсных взвешенных частиц размером до 2,5 мкм. HPMA115S0 предназначен для интеграции в переносные и стационарные приборы для оценки качества воздуха. Устройство размером 43 х 36 х 24 мм с питанием 5 В и максимальным потребляемым током 80 мА использует интегрированный вентилятор для прокачки воздуха через внутреннюю камеру, где пара лазер-фотодиод производит подсчет и анализ пылевых частиц, а встроенный микроконтроллер переводит эту информацию в массовую концентрацию пыли в воздухе. В рамках единого информационного пакета, доступного через интерфейс UART, присутствует раздельная информация о концентрации частиц размером меньше 2,5 мкм (PM2.5, частички дыма или бактерии) и частиц размером меньше 10 мкм в диаметре (PM10, пыль, пыльца или плесень). Сенсор обладает следующими техническими характеристиками: Время наработки 20000 часов, что эквивалентно 7 годам работы при нагрузке 8 часов в сутки. Время измерения 6 секунд. Диапазон измерений от 0 до 1000 мкг/м3. Точность +- 15 мкг/м3 в диапазоне от 0 до 100 мкг/м3 и +- 15 % в диапазоне от 100 до 1000 мкг/м3. Диапазон рабочих температур от -10 °C до 50 °C. Электромагнитная совместимость в соответствии с группой стандартов IEC61000. Наличие UART с уровнями 3,3 В делает возможным подключение к внешнему микроконтроллеру без преобразования уровня сигнала. Имеется возможность перевода прибора в режим пониженного энергопотребления с отключением встроенного вентилятора и снижением тока потребления до 20 мА. Для разработчика также может быть немаловажным наличие на борту прибора встроенного стабилизатора, преобразующего напряжение питания 5 В в выходное напряжение 3,3 В, которое можно использовать для питания внешней схемы, например, органов управления или индикации. Измеритель запыленности Honeywell HPMA115S0 можно использовать в составе следующих устройств: Кондиционеры и очистители воздуха. Переносные измерители качества воздуха. Комплексные мониторы окружающей обстановки. Автомобильные очистители воздуха. Модуль Honeywell HPMA115S0 не требует калибровки, соответствует директиве RoHS и регламенту REACH.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026