Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Аккумуляторы

Ученые Университета Райса (Техас, США) создали литий-металлический аккумулятор с емкостью, в 3 раза превышающей коммерческие литий-ионные батареи. Это стало возможным благодаря решению проблемы с дендритами, кристаллическими структурами, способными вызвать возгорание и даже взрыв.

Новый аккумулятор сохраняет литий в уникальном аноде, гибриде графена и углеродных нанотрубок. Впервые он был создан специалистами Университета Райса в 2012 году и представляет из себя трехмерную углеродную поверхность, на которой достаточно места для лития. Сам анод приближается к теоретическому максимуму хранения литий-металла, при этом противодействует образованию кристаллических дендритов и «мшистых» отложений.

Дендриты не позволяют заменить литий-ионные батареи более эффективными литий-металлическими, которые работают дольше и заряжаются быстрее. Это отложения лития, которые врастают в электролит аккумулятора. Иногда они соединяют анод с катодом и создают короткое замыкание. Батарея может выйти из строя, загореться или даже взорваться.

Химики под руководством Джеймса Тура обнаружили, что когда заряжаются новые батареи, литий-металл равномерно покрывает высокопроводящий гибрид углерода, в котором нанотрубки ковалентно соединены с поверхностью графена. «Лес» из нанотрубок на аноде, благодаря своей низкой плотности и большой поверхности, позволяет частицам лития свободно проходить туда и обратно во время зарядки и разрядки. Литий распределяется равномерно и подавляет рост дендритов.

Хотя емкость батареи-прототипа ограничена катодом, анодный материал достигает емкости 3,351 миллиампер в час на грамм, что является почти теоретическим максимумом, рассказал Тур. Из-за низкой плотности поверхности из нанотрубок способность лития покрывать все вплоть до основания обеспечивает максимальное использование доступных объемов.

Для испытания анода ученые собрали полноценную батарею с серными катодами, которая сохранила 80% емкости после более 500 циклов зарядки/разрядки, что составляет приблизительно два года обычного использования телефона, говорит Тур. Проверки с помощью электронного микроскопа не обнаружили признаков дендритов на поверхности анода, сообщает Phys.org.

Другая альтернатива литий-ионным батареям — литий-серные, давно считающиеся лучшим способом хранения энергии, чем более распространенные литий-ионные: они делаются из дешевой и доступной серы и в 2-3 раза более емкие. Их основной недостаток — в коротком сроке службы. Однако изобретение ученых Южной Калифорнии позволило обойти эту проблему.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Новый вид 3D-печати за секунды создает объекты с помощью голограмм
Тренды
Граждане США могут навсегда лишиться цифровой приватности
Приватность
Биотех-компания набивает татуировки с ДНК близкого человека
Биотехнологии
Британия планирует стать раем для космических стартапов
Космические планы
Искусственный интеллект
Ученые вставили мозг червя в робота Arduino
Электричество поможет диагностировать рак
Борьба с раком
Созданы самые надежные перовскитовые фотоэлементы с КПД 19%
Солнечная энергетика
Эксперт Ford: «Автомобили будут отдавать бесплатно в обмен на данные»
Мнения
ИИ изучил автоматизацию и пришел к выводу, что она не угрожает людям
Тренды
«Биткойн выдержит апокалипсис»
Блокчейн
В США стартовали первые торги биткойн-фьючерсами
Блокчейн
«Люди достигли пределов биологических возможностей»
Мнения
Космические планы
Надувная орбитальная станция Bigelow увеличилась в объемах в 15 раз
Швейцарские банки: «Лучшие дни биткойна еще впереди»
Биткойн
У детей из богатых семей в 10 раз больше шансов стать изобретателями
Социальные инновации
Франция одобрила блокчейн для торговли ценными бумагами
Финтех
Процессор Titan V превратит любой ПК в суперкомпьютер
Железо
Создан новый вид металлического стекла
Новые материалы
Квантовые технологии
Создана квантовая версия жизни
«Китай сравняется или даже превзойдет США в развитии ИИ»
Искусственный интеллект
Разработана версия CRISPR, не требующая разрезания ДНК
Идеи
SpaceX впервые повторно использует и ракету, и космический корабль
Идеи
Сооснователь Yahoo: «Биткойн еще сыграет важную роль в обществе»
Блокчейн
Honda представит роботизированный квадроцикл и еще трех новых роботов
Робототехника
Чехол смартфона превратили в глюкометр
Лечение диабета
Идеи
Beyond Meat увеличит производство искусственного мяса в три раза
Разработан двумерный транзистор на бумажной основе
Электронная бумага
Clova — виртуальный помощник, понимающий все нюансы японского языка
Кейсы
ВЭФ назвал скуку одним из главных рисков автоматизации
Тренды
Найден источник метана в океане — это микробы
Научные открытия
Зарплаты блокчейн-специалистов в Швейцарии выросли до $180 тысяч в год
ICO
Глава Boeing пообещал раньше Маска отправить человека на Марс
Миссия на Марс
Квантовые компьютеры
«Квантовые компьютеры страшнее ядерного оружия»
Bank of America запатентовал автоматический обменник криптовалют
Криптовалюты
Доказана эффективность генной терапии в борьбе с болезнями мозга
Генная терапия
Hilton оборудует номера в своих отелях системами умного дома
Умный дом
Skypod — робот-кладовщик, взбирающийся на полки
Промышленные роботы
«Генное программирование станет новой инженерной дисциплиной»
Генная инженерия
Европейские энергокомпании станут углеродно-нейтральными к 2050 году
Тренды
Солнечная энергия
Создан солнечный элемент по рецептам Теслы и Эйнштейна
«ИИ оставит программистов без работы к 2040 году»
Искусственный интеллект
Пациентам датской больницы напечатают еду с учетом предписаний врача
3D-печать
Видеоигры предотвращают старческое слабоумие
Исследования мозга
ИИ помогает ловить серийных убийц
Идеи
Lyft начинает испытания робомобилей от NuTonomy
Беспилотные автомобили
Let Glass — первые умные очки с поддержкой Alexa
Умные очки
Идеи
Синтезирован «гормон любви» без побочных эффектов
Новая технология позволяет видеть сквозь любые стены
Кейсы
Amazon запатентовала ИИ-консультанта для садоводов-любителей
Кейсы