Аккумулятор из медной пены

05.11.2013

Группа исследователей из Университета штата Колорадо близка к тому, чтобы создать прототип аккумулятора, который будет более экологически чистым и дешевым, в сравнении обычными батареями. Кроме того, новая батарея будет быстрее заряжаться и дольше работать.

По словам ученых, современные аккумуляторы имеют ряд проблем: высокая стоимость, ограниченная продолжительность работы, а также токсичные или коррозионные материалы, используемые в производстве. Но, по словам химика из Университета штата Колорадо Эми Прието (Amy Prieto), есть два основных вопроса, требующих немедленного решения: низкая плотность энергии и низкая плотность мощности.

Низкая плотность энергии означает, что обычные батареи смартфонов не могут содержать достаточно энергии, чтобы работать дольше 1-2 дней. А низкая плотность мощности означает, что аккумулятору для зарядки требуется несколько часов, а не несколько минут.

Группа ученых под руководством Прието пытается решить эти проблемы, подыскивая новые компоненты для аккумуляторов. В конце концов, исследователи применили пеномедь в качестве токоприемника на анодной стороне батареи. По словам ученых, пена - подходящая структура. Она объемная, увеличивает площадь поверхности электродов и притягивает их ближе друг к другу, что, в свою очередь, повышает плотность мощности батареи. Кроме того, сложные трехмерные структуры пены работают в качестве электрода более эффективно.

На верхней части медной пены с помощью гальванизации изготавливается анод из антимонида меди. В дальнейшем анод служит в качестве электрода для электрохимической реакции полимеризации, накапливающей твердый электролит. Наконец пространство внутри пены заполняется суспензией, которую высушивают для образования катода. Алюминиевая сетчатая структура собирает ток на катодной стороне.

Важно отметить, что группа исследователей из Университета штата Колорадо использует более дешевое гальваническое оборудование, в сравнении с тем, что используется при изготовлении обычных батарей. Прието говорит, что стоимость производства батарей из пеномеди будет примерно вдвое ниже стоимости производства обычных литий-ионных батарей. Группа также предполагает, что батареи из пеномеди будут при той же емкости на треть меньше литий-ионных. Зарядка будет происходить от 5 до 10 раз быстрее, а время работы вырастет примерно в 10 раз в сравнении с привычными аккумуляторами.

Новый аккумулятор также будет экологически чистым и безопасным. Твердый электролит снижает риск возникновения пожара. Кроме того, команда использовала нетоксичные вещества для производства батарей.

После успешного создания 2D-батареи на медной пластине исследователи приступили к интеграции всех компонентов в трехмерный прототип аккумулятора. Для первого тестирования будут использованы электрические велосипеды и портативная электроника.

<< Назад: Установка для массового производства карбида кремния 05.11.2013

>> Вперед: Остатки планктона расскажут о древнем климате 04.11.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Холод полезен для тренировок 27.02.2021 Физическая нагрузка - непременное средство борьбы как за общее здоровье, так и с избыточным весом. Понимание тонкостей такой борьбы становится особенно актуальным в мире, переживающем виртуальную трансформацию, когда многие переходят на дистанционную работу. При этом сознание уходит в виртуальное пространство, а тело прочно прилипает к дивану и порой неделями не покидает этого насиженного места. Зима - самое время, когда можно эффективно расправляться с нарастающим от такого образа жизни жирком. Это выяснили канадские исследователи из Лаврентийского университета, что в провинции Онтарио. Ученые не заставляли участников эксперимента выполнять какие-то изматывающие упражнения. Всего-то надо было вечером десять раз по минуте крутить педали велотренажера на максимальной скорости, а потом полторы минуты отдыхать. Причем скорость определяли точно - по потреблению кислорода, соответственно 90 и 30% от пикового значения, ранее выявленного в лаборатории для каждого участника. Четверть часа до начала упражнений участники охлаждались в комнате с температурой 0°С. Сами упражнения проводили на холоде. Результат оказался потрясающим - переработка жира выросла в три с лишним раза по сравнению с упражнениями в теплой комнате. Подробное изучение путей метаболизма показало: сгорал тот жир, что находится в мышечных тканях. Однако благотворное влияние холодная тренировка оказывала лишь сама по себе: жир сгорал во время упражнений. Когда участники эксперимента с утра съедали плотный завтрак с жирной пищей, вечернее упражнение никак не сказывалось на углеводно-жировом обмене. А вот теплая вечерняя тренировка хоть и сжигала меньше жира, зато после завтрака уровень сахара в крови рос не столь сильно, а уровень триглицеридов даже падал. Впрочем, физиологи только начали задумываться о различии этих двух феноменов и пока объяснить, что более и кому полезно, не могут. Поэтому если стараться сжигать жир, одной холодной тренировкой не обойтись, нужно проявить силу воли и уменьшить поглощение пищи, в первую очередь жирной. Ну а если привыкнуть к такому образу жизни зимой, глядишь, и летом будет привычнее крутить педали настоящего велосипеда: получится сезонное чередование холодной и теплой тренировок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025