Долговечная цинк-йодная батарея

23.09.2026

Одной из главных проблем современной энергетики становится не только производство электричества из возобновляемых источников, но и его эффективное хранение. Литий-ионные аккумуляторы сегодня широко используются в самых разных устройствах, однако для стационарных систем накопления энергии стоимость, безопасность и срок службы могут быть не менее важны, чем высокая энергетическая плотность. Австралийские исследователи предложили возможную альтернативу: новую цинк-йодную батарею, способную полностью заряжаться за три минуты и выдерживать более 60 000 циклов зарядки и разрядки.

Разработку представила команда Университета Флиндерса в Австралии. Важную роль в новой конструкции играет относительно недорогой органический полимер на основе циклодекстрина - вещества, которое уже применяется в пищевой промышленности, фармацевтике и косметике. Исследователи использовали его для решения одной из наиболее серьезных проблем цинк-йодной химии, которая долгое время ограничивала ресурс подобных аккумуляторов.

При зарядке продолжительностью всего три минуты разработанная система сохраняла емкость 150 мАч/ч более чем после 60 000 циклов. Если же увеличить время зарядки до семи минут, емкость повышалась до 200 мАч/ч, хотя ресурс при таком режиме составлял уже около 8 000 циклов. Эти результаты демонстрируют интересный компромисс между скоростью пополнения энергии, емкостью и долговечностью, причем даже более быстрый режим обеспечивает исключительно большое количество циклов по сравнению со многими распространенными аккумуляторными технологиями.

Для понимания масштаба результата можно привести простой теоретический расчет: при одном полном цикле в сутки 60 000 циклов соответствовали бы более 164 годам работы. Однако специалисты подчеркивают, что это не означает реального срока службы аккумулятора в 164 года. Такой расчет лишь позволяет представить величину полученного лабораторного показателя. На практике продолжительность эксплуатации определяется температурой, режимом использования, условиями хранения, постепенным старением компонентов и целым рядом других факторов.

Ключевым препятствием для цинк-йодных аккумуляторов до сих пор считался так называемый перенос полиодидов. Во время работы батареи соединения йода способны перемещаться внутри электрохимической системы, что постепенно приводит к нежелательным реакциям и ухудшению ее характеристик. Австралийские ученые решили эту проблему с помощью полимера на основе циклодекстрина, который действует на молекулярном уровне как своеобразная "клетка": он удерживает йодсодержащие соединения в нужной области и ограничивает их свободное перемещение.

Еще одной особенностью новой разработки стал водный электролит. Использование воды в электрохимической системе потенциально повышает ее безопасность и может сделать технологию экологически привлекательнее некоторых традиционных решений. Дополнительным преимуществом является цинк - сравнительно дешевый и доступный металл, причем Австралия располагает одними из крупнейших запасов цинка в мире. Сочетание доступного сырья, водного электролита и недорогого органического полимера может оказаться особенно важным при переходе от лабораторного образца к промышленной системе.

При этом исследователи не рассматривают новую батарею как непосредственную замену аккумуляторам в смартфонах, ноутбуках или электромобилях. Основная область потенциального применения технологии - стационарные системы крупномасштабного хранения энергии, где аккумуляторы могут использоваться для накопления электроэнергии и последующей ее отдачи в сеть. В таких установках требования к компактности и удельной энергии могут быть менее жесткими, зато крайне важными становятся низкая стоимость, безопасность и способность выдерживать большое количество циклов.

<< Назад: Ученые предлагают изменить подход к обучению детей 23.09.2026

>> Вперед: Молодые поколения пьют заметно меньше алкоголя 22.09.2026

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 Стереофоническая система Koda EX-569T 22.05.2017 Польская компания Polpak представила комплект пассивных стереофонических громкоговорителей Koda EX-569T, относящихся к начальному сегменту. Конструкция полочная, с выведенным на заднюю панель фазоинвертором. Корпус отделан пленкой ПВХ, а передняя панель окрашена черной матовой краской, толщина стенок MDF составляет всего 12 мм. При этом производитель говорит о хорошей сопротивляемости корпусным резонансам, возможно внутри имеются распорки, нечасто встречающиеся в бюджетном сегменте. Заявленный частотный диапазон от 48 Гц до 20 кГц покрывается твитером с шелковым куполом диаметром 25 мм и НЧ-громкоговорителем диаметром 165 мм с кевларовым излучателем. Увеличенная магнитная система твитера позволяет лучше контролировать движения мембраны, в конструкции катушки НЧ-громкоговорителя применен каптон. Номинальное сопротивление 4 Ома, чувствительность 88 дБ, при габаритах 33 х 19,5 х 24,1 см масса каждой колонки составляет 5,75 кг. Компанию стереосистеме Koda EX-569T может составить сабвуфер Koda SW-850 MKII, корпус которого имеет аналогичную отделку но изготовлен из плат MDF толщиной уже 18 мм. Громкоговоритель диаметром 200 мм с излучателем на целлюлозной основе рассчитан на длительную работу при высоких уровнях громкости, производитель заявляет долговременную и пиковую мощность на уровне 100 Вт и 250 Вт соответственно. Фазоинветрор выведен в пол, что дополнительно повышает звуковое давление. Частота среза настраивается в пределах 50-200 Гц, можно регулировать фазу и уровень сигнала. При габаритах 32,2 х 27 х 33,5 см масса изделия составляет 8,6 кг. Стереосистема Koda EX-569T оценена примерно в $135, сабвуфер Koda SW-850 MKII в $120.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026