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:

Не вся растительная пища полезна для психики 10.09.2026

Растительная пища традиционно считается одной из основ здорового рациона, поэтому специалисты по питанию обычно рекомендуют чаще включать в меню овощи, фрукты, цельнозерновые продукты и другие продукты растительного происхождения. Однако важна не только принадлежность пищи к растительной категории, но и способ ее обработки, количество сахара и другие характеристики рациона. Исследование иранских ученых показывает, что разные варианты растительного питания могут по-разному отражаться на психологическом состоянии человека. К такому выводу пришли исследователи из Исфаханского университета медицинских наук. Они изучали взаимосвязь между характером питания и эмоциональным состоянием взрослых людей, уделяя особое внимание симптомам депрессии и тревожности. Результаты работы были опубликованы в научном журнале PLOS One. При этом специалисты не утверждали, что отдельные продукты непосредственно вызывают депрессию: речь шла о статистической связи между определенными пищевыми привычками и сос ...>>

Подвесной робот Stringman для уборки комнаты 10.09.2026

Домашняя робототехника в основном развивается вокруг двух привычных направлений: роботов-пылесосов и многофункциональных гуманоидных машин. Но далеко не все задачи требуют колесной платформы или сложного человекоподобного механизма. Инженер Натаниэль Нифонг (Nathaniel Nifong), основатель стартапа Newfangled, предложил необычную альтернативу - подвесного робота Stringman, способного перемещаться над полом и самостоятельно собирать разбросанные предметы. Вместо того чтобы передвигаться по поверхности помещения, Stringman использует принцип, знакомый по тросовым системам камер Spidercam, применяемым на стадионах. В четырех верхних углах комнаты устанавливаются натяжные блоки, от которых к центральному рабочему модулю идут тонкие, но прочные тросы. Изменяя их натяжение, система может перемещать манипулятор практически в любую точку обслуживаемого пространства. Такое решение позволяет обойти некоторые ограничения традиционных роботов на колесах. Подвесной механизм не сталкивается с пр ...>>

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было и ...>>

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Случайная новость из Архива Карта, составленная треской 07.02.2012 Сотрудники датского Института водных ресурсов выловили из Северного моря 140 особей трески, укрепили на них акустические датчики и снова выпустили. Принимая сигналы маячков, можно следить за передвижениями рыб. На карте, составленной по сигналам, оказались довольно чётко очерчены, как на экране гидролокатора, лежащие на дне со Второй мировой войны затонувшие суда. Треска питается мелкими организмами, собирающимися вокруг любого погрузившегося на дно массивного предмета. Так как сигналы маячков индивидуализированы, можно проследить за маршрутами отдельных рыб. Оказалось, что большинство регулярно возвращается к "своему" судну, причём некоторые предпочитают проводить на нём день, а другие - ночь.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026