Дизайн гранатов улучшит Li-Ion-аккумуляторы

24.02.2014

Исследователи Стэндфордского университета и Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC при Министерстве энергетики США заявили о новой разработке, которая способна решить некоторые традиционные проблемы литиево-ионных аккумуляторов. Они предложили дизайн электрода в виде граната (кремниевые наночастицы, напоминающие семена, упакованы в жесткую углеродную кожуру). Такой подход позволяет обойти некоторые барьеры, стоящие на пути к использованию кремния в литиево-ионных аккумуляторах нового поколения.

Хотя решены ещё не все проблемы, предлагаемый дизайн позволяет приблизить возможность использования кремниевых анодов в более компактных, легких и мощных аккумуляторах для смартфонов, планшетов, электромобилей. Как показывают эксперименты, анод в виде граната способен работать на 97% своих возможностей даже после 1 тысячи циклов перезарядки, что делает его отличным решением для коммерческих приложений.

Как отмечают исследователи, кремниевый анод позволяет хранить в 10 раз больший заряд, чем графитовые аноды, широко используемые в современных аккумуляторах. Но он довольно быстро изнашивается вследствие многочисленных перезарядок. Кроме того, реакция с электролитом приводи к образованию плёнки на аноде, что существенно ухудшает его свойства. Как объясняют изобретатели, предложенная структура позволяет уменьшить площадь соприкосновения с электролитом, тем самым препятствуя образованию плёнки. Также такой подход позволил улучшить характеристики электрода.

Одной из проблем на пути к внедрению новой технологии в массовом масштабе остаётся высокая цена производства. Для её решения нужно упростить производственный процесс и найти более дешевый источник кремниевых наночастиц.

<< Назад: Рекорд передачи больших данных 24.02.2014

>> Вперед: Биоэлектронная мини-лаборатория 23.02.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Белковый гидрогель для доставки лекарств 28.09.2019 Группа ученых из Школы инженерии Тандона при Нью-Йоркском университете (США) создала первую биосовместимую систему доставки лекарств на основе белков, которая настолько прочная, что может жить в организме более двух недель и способна обеспечить устойчивое высвобождение лекарств. Этот гидрогель - важный шаг для будущего доставки лекарств, тканевой инженерии и регенеративной медицины. Гидрогели представляют собой трехмерные полимерные сети, которые из раствора превращаются в гель в ответ на физические или химические воздействия - например, на температуру или кислую среду. В эти полимерные матрицы, как в капсулу, можно помещать грузы, такие как небольшие молекулы. Новый гидрогель состоит из одного белкового домена (участка полипептидной цепи белка) и переходит из раствора в гель при низких температурах. Он проявляет многие из тех же свойств, что и синтетический гидрогель. Его главное преимущество - биосовместимость, поэтому его лучше использовать в биомедицине. В своем эксперименте ученые поместили в гидрогель молекулу куркумина. Они обнаружили, что гидрогель стабилизируется за счет молекулярного переплетения белковых нановолокон, создавая пористую матрицу, способную связывать небольшую молекулу, которая боится воды. Вместе с этой молекулой запутанность волокон повышается, что обеспечивает механическую целостность и термостабильность гидрогеля. Благодаря этому гидрогель, попадая в организм человека, разрушается медленнее, а лекарство высвобождается дольше. В дальнейшем исследователи попытаются разработать гидрогели белка, которые смогут реагировать на определенные температуры для различных применений доставки лекарств.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026