Аккумулятор сам себя лечит

22.11.2013

Ученые из Стэнфордского университета впервые разработали электрод, который обладает свойством самозаживления. Это может существенно продлить срок эксплуатации литиево-ионных аккумуляторов для электромобилей, смартфонов и других устройств. Секрет кроется в покрытии электрода эластичным полимером, который стягивает микротрещины в материале электрода, возникающие в процессе эксплуатации аккумулятора.

"Самозаживление играет важнейшую роль в выживании и продолжительности жизни животных и растений, - прокомментировал Чао Ван (Chao Wang), научный сотрудник Стэнфордского университета и один из руководителей проекта. - Поэтому мы решили обеспечить этим свойством литиево-ионные батареи, чтобы они могли работать дольше".

Идея покрытия электрода эластичным полимером возникла у Вана после знакомства с командой лаборатории, которая занимается разработкой электронной кожи для роботов. Используемый для этой цели материал он взял за основу, добавив в полимер наночастицы графита для того, чтобы материал проводил электрический ток.

"Мы обнаружили, что срок эксплуатации кремниевых электродов возрос в 10 раз после того, как мы нанесли на них созданный нами полимер", - рассказал Ван, объяснив, что в течение нескольких часов этот полимер полностью устраняет любые микротрещины в толще электрода.

В лабораторных условиях исследователям удалось выполнить 100 циклов перезарядки аккумулятора без снижения его емкости. Целью же является достижение 500 циклов в случае с аккумулятором для смартфона и 3 тыс. циклов - аккумулятора для электромобиля.

Как объяснили ученые, кремниевый электрод они взяли потому, что кремний является наиболее перспективным материалом для изготовления электродов, так как вмещает в себя огромное число ионов. Однако это свойство имеет и обратную сторону - при каждой зарядке электрод увеличивается в размере максимум в 3 раза, вновь уменьшаясь до номинального размера при разрядке батареи. Этот процесс ведет к быстрому разрушению структуры материала и падению свойств элемента питания.

<< Назад: Проводимость кристалла повышается в 400 раз 23.11.2013

>> Вперед: Принципиально новая компьютерная архитектура 22.11.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Первая Гуманоидная олимпиада в Греции 05.06.2025 Будущее, в котором машины не только служат человеку, но и становятся его партнерами в спорте, становится все ближе. С 29 августа по 2 сентября 2025 года в легендарной Олимпии, колыбели античных Олимпийских игр, пройдет первая в истории Международная гуманоидная олимпиада. Это событие обещает стать не просто технической выставкой, а настоящим праздником, где современные технологии и тысячелетние традиции сплетутся в единое зрелище. В течение пяти дней Международная олимпийская академия в Греции превратится в арену, где человекоподобные роботы будут соревноваться в дисциплинах, вдохновленных древнегреческими спортивными состязаниями. Бег, прыжки и метание копья - не только проверка на ловкость и точность, но и демонстрация достижений в области робототехники, механики и программного обеспечения. Уникальность этого мероприятия заключается не только в самих соревнованиях, но и в масштабной выставке научно-инженерных разработок. Здесь соберутся ведущие мировые специалисты в области искусственного интеллекта и робототехники, чтобы обсудить будущее взаимодействия человека и машины. Вместе они будут искать новые пути, по которым сможет развиваться технологическая цивилизация. Гости Олимпиады получат возможность не только наблюдать за зрелищными состязаниями, но и познакомиться с роботами поближе. Специальные демонстрации позволят увидеть работу машин в реальном времени, а интерактивные зоны создадут условия для общения и взаимодействия между людьми и гуманоидными роботами. Одним из наиболее вдохновляющих элементов станет серия мастер-классов, где школьники, студенты и все желающие смогут под руководством экспертов создать свои собственные прототипы роботов. Это не просто образовательная программа, а возможность для молодых умов сделать первый шаг в мир науки и инженерии. Организаторы подчеркивают, что Гуманоидная олимпиада - это не только соревнование роботов, но и пространство для вдохновения. Здесь встречаются инженеры, исследователи, изобретатели и мечтатели - люди, которые формируют образ мира, в котором технологии существуют не ради самих себя, а в гармонии с человеческими стремлениями и ценностями. Такое событие подчеркивает: технологии неразрывно связаны с культурой, историей и этикой. Международная олимпиада гуманоидов показывает, что даже самые передовые машины могут быть включены в гуманистический контекст, а сотрудничество человека и искусственного интеллекта - это не угроза, а шанс для общего прогресса.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025