Исследователи решили главную проблему литий-металлических аккумуляторов / Совершен прорыв в разработ / физика :: техника :: ученые :: Изобретения :: исследования :: аккумулятор :: наука

физика наука аккумулятор исследования Изобретения ученые техника 

Исследователи решили главную проблему литий-металлических аккумуляторов / Совершен прорыв в разработке литий-кислородных аккумуляторов


1. Американские специалисты защитили литий-металлические аккумуляторы от разрушительного воздействия дендритов. Такие батареи могут быстро накапливать на порядок больше энергии, чем литий-ионные, и это достижение — важный шаг, приближающий их появление на рынке.Литий-металлические аккумуляторы заряжаются быстрее и могут накапливать в десять раз больше энергии, чем самые распространенные сейчас литий-ионные. Однако у них есть существенный недостаток: в незащищенных анодах литий-металлических батарей со временем могут прорастать дендриты — кристаллические образования, напоминающие ветви растений. Они проникают в катод и разрушают аккумулятор.Решение химиков из Университета Райс простое, недорогое и крайне эффективное: предотвратить это может тонкий слой пленки из нанотрубок, рассказывает Phys.org. Литий соединяется с пленкой, которая из черной становится красной и рассеивает ионы лития. 


Физический контакт с фольгой уменьшает толщину пленки, но добавление ионов лития уравновешивает это, объясняет Родриго Сальватьера, один участников исследования.

Во время работы батареи пленка выпускает заряд ионов, а слой литиевого анода восполняет запас, поддерживая ее способность сопротивляться росту дендритов.

Во время испытания пленка из нанотрубок эффективно подавила рост дендритов в ходе 580 циклов заряда/разряда батареи с сульфурированным углеродным катодом. Его изобретение — тоже заслуга Университета Райс.



	ШГ Л>#4 !	> ; •/
W t- •' _— * •	rjf >,физика,наука,аккумулятор,исследования,Изобретения,ученые,техника

Литий-металлические элементы сохранили 99,8% выхода по току — показателя, свидетельствующего об эффективности движения электронов внутри системы.



2. Литий-кислородные батареи обладают высокой плотностью энергии, но крайне быстро изнашиваются. Канадские ученые нашли способ решить проблему. Созданный ими прототип выдерживает до 150 циклов подзарядки, а его кулоновская эффективность достигает 100%. Технология позволит создавать гигантские батареи и эффективно запасать электроэнергию из возобновляемых источников

Литий-кислородные аккумуляторы запасают в 10 раз больше энергии, чем литий-ионные аналоги, но при этом весят значительно меньше. Однако впечатляющие характеристики батарей фиксируют лишь в лабораториях. На рынке технология так и не прижилась из-за недолговечности — литий-воздушные батареи выходят из строя буквально после нескольких циклов подзарядки. 


Проблема кроется в молекулах пероксида лития (Li2O2) и супероксида лития (LiO2), которые накапливаются в пористом углеродном катоде, что в итоге приводит к его разрушению и прекращению передачи тока. 

Ученые по всему миру давно пытаются поменять конфигурацию батареи, чтобы продлить срок ее службы. Одно из решений представили специалисты по химической физике из Университета Ватерлоо (Канада). Они заменили органический электролит более стабильным неорганическим расплавом солей, а вместо пористого катода установила бифункциональный металлооксидный катализатор. 

Как сообщает Science Daily, при нагревании до 150 градусов Целсия исследователи получили другой продукт реакции — вместо пероксида лития (Li2O2) выделялся оксид лития (Li2O), который отличается большей стабильностью. 


В результате кулоновская эффективность устройства приблизилась к 100%, что сопоставимо с показателями литий-ионных аккумуляторов. Такая батарея способна выдерживать до 150 циклов подзарядки.

Также физикам удалось добиться переноса четырех электронов на каждую молекулу кислорода, что позволяет в теории повысить емкость литий-воздушного аккумулятора на 50%. 

Журнал Science поясняет, что батареи такого типа обладают слишком высокой температурой, поэтому они не подходят для установки в ноутбуки и смартфоны. Однако их можно использовать в качестве накопителей энергии от возобновляемых источников — солнечных панелей или ветрогенераторов. Для этого понадобится аккумулятор размером с грузовой вагон.

Впрочем, ученые признают, что о массовом внедрении литий-кислородных аккумуляторов говорить пока рано. Прежде необходимо провести еще несколько экспериментов, чтобы оценить их стабильность. Также физики надеются увеличить количество циклов 

подзарядки.


Популярные сегодня литий-ионные аккумуляторы тоже нуждаются в доработке. Несмотря на широкое применение, они до сих пор быстро разряжаются, а в некоторых случаях воспламеняются. Решение второй проблемы недавно нашел исследователь из Национальной лаборатории Ок-Ридж Габриэль Виф. Он предлагает делать электролиты более вязкими, так чтобы при нагревании они твердели. Такая технология, по словам Вифа, в будущем позволит создавать даже литий-ионные бронежилеты для военных.



Источники: https://hightech.plus/2018/10/26/uchenie-ustranili-glavnii-nedostatok-potencialno-moshneishih-litii-metallicheskih-batarei

                 https://hightech.plus/2018/08/24/sovershen-proriv-v-razrabotke-litii-kislorodnih-akkumulyatorov

                https://hightech.plus/2018/08/23/litii-ionnie-akkumulyatori-mozhno-zashitit-ot-vozgoraniya-s-pomoshyu-peska

Ссылки 

1: https://phys.org/news/2018-10-nanotubes-world-batteries.html

2: https://www.sciencemag.org/news/2018/08/powerful-new-battery-could-help-usher-green-power-grid

    https://science.sciencemag.org/content/361/6404/777

    https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180823143913.htm



Подробнее
 ШГ Л>#4 ! > ; •/ W t- •' _— * • rjf >
физика,наука,аккумулятор,исследования,Изобретения,ученые,техника
Еще на тему
Развернуть
А мы все ближе к моторизованным доспехам
А вот вижу энергетическое оружие. В первую очередь - лазерное.
рейлганы же
А ну-ка тихо тут. Размечтались...
analitic analitic 04.09.201903:23 ответить ссылка 11.0
как же охуенно выглядит одна единственная гифка в сравнении со всем трейлером нового терминатора
minxy minxy 04.09.201903:30 ответить ссылка 25.2
Патамушта это не CGI
kosoi kosoi 04.09.201908:34 ответить ссылка 7.4
Ебучие дроны
что это блядь?
ага
BaTToN BaTToN 04.09.201907:47 ответить ссылка 1.7
Я уже)
		ЩЁШ
г Я		\ л
		
fm		
JÆ		J¡‘'^ 1 Я
	Wlï
Наконец то нормальные бионические протезы и роботы вообще и мехи, а то кабели и запас хода 5минут достали.
Вот и спалился, чертов андроид
Где энергия на мехи, там будет энергия и на мобильные противомехные лазерные пушки.
Скорее начнется эра мобильных глайдеров и радио-электронной борьбы.
Откуда это?
Homeworld desert of kharak
Чёт забыл, пойду переигрывать.
Война радио-электроной борьбы началась ещё в ВМВ
Радио-электроная борьба будущего будет такой, что современная покажется пердежом в эфире.
То есть смартфоны можно будет использовать в десять раз дольше? :)
PlayTime PlayTime 04.09.201902:23 ответить ссылка 0.1
Ага щас, в 10 раз увеличится потребление энергии.
А может тогда его можно сделать еще тоньше?
И уйти в отрицательные значения, чтоб прямо портал в ад - тыкнул и нафиг исчез из материального мира. Ляпота!
Тогда их можно будет использовать вместо сковороды и печь блинчики в любом месте, где захочется пожрать
kosoi kosoi 04.09.201908:35 ответить ссылка 1.2
половина от десятикратного потребления энергии пойдет на систему охлаждения.
и не дай бог в кармане включится
Holo Holo 04.09.201914:05 ответить ссылка 0.8
можно будет использовать в качестве зажигательной гранаты. проходишь металлоискатель со смартфоном и в нужный момент придаешь ему неестественную форму в области батареи. как только она начинает подавать сигналы "ща пиздец жахну" кидаешь в цель и вуаля.
Не, как и раньше батарею сделают меньше, чтобы телефон стал еще тоньше.
Ура, очередной мега-прорыв в аккумуляторах, который позволит увеличить емкость. Уже лет двадцать прорывы делают.
DarkCoder DarkCoder 04.09.201902:28 ответить ссылка 13.0
Вообще-то как раз с акумами уперлись в потолок и не могут из-за них расти дальше.
А вот если получить компактный и емкий источник энергии, то, как уже указали выше, можно хоть экзоскелеты, хть рейлганы, хоть роботов делать. Вот кошкодевочек это не приблизит, к сожалению(
Ebland Ebland 04.09.201902:47 ответить ссылка 13.7
Кошкодевочка-андроид на литий-металлических аккумуляторах.
Без дендритов.
С нанотрубкой.
Для твоей нанописьки?
iNji iNji 04.09.201907:14 ответить ссылка 9.7
Скорее для наножопки.
кошкодевочку на проводе дай сначала, чтобы акумы хоть как-то были важны
Holo Holo 04.09.201914:06 ответить ссылка 0.8
Емкость подтолкнет протезы, протезы выведут моду на имплантаты имплантаты головного мозга подстегнет функции мозга и способности людей соединять сознания, научный прорыв как от интернета, генетика выходит на новый уровень, массовый разум легче принимает эксперименты над эмбрионами, хуяк хуяк и дед илон релизит кошкотянок.
будущее которое мы не заслужили, но очень ждем
Мне кажется, он имел в виду, что подобные новости выходят регулярно, а воз и ныне там. И это не только аккумуляторов касается, были кучи новостей про "уникальные и не имеющие аналогов" лабораторные прорывы в различных областях, но в итоге на потребительском рынке мы имеем то что имеем.
Ну, те же OLED-экраны 10-15 лет ждать пришлось, когда их боле-менее до потребительского уровня доведут.
Тогда нахер они бесполезной хернёй занимаются? Что может быть важнее кошкодевочек?
если
очередной никому не нужный прорыв. в прошлый раз были вечные ядерные батарейки, в позапрошлый супердешёвые акумы с пластиком, до этого графеновое наночудо. каждый раз эффективно и дёшево, но ни кто не внедряет.
сперва хотел поспорить.
а потом увидел что новость... "OCTOBER 25, 2018"
savaro savaro 05.09.201914:50 ответить ссылка 0.1
самое то для электромобилей, учитывая что литий-кислородные батареи накапливают в 10 раз больше энергии, можно пихать в одно-двух местные авто индивидуального пользования, и эти тачки будут небольшие и легкие с большим запасом хода как вот этот кросовок или меньше, круть
Ты пропустил момент с циклами, всего 150. Пол года и у авто беда
"Также физики надеются увеличить количество циклов подзарядки."
я тоже надеюсь
Если нет планов снизить температуру, то можно экономить на обогревателем.
Если опираться только на данные из статьи, то можно цифры выходят другими:
Возьмём, например, Tesla 3 Long range. У неё батарея весит 540 кг и имеет запас хода 500 км. Соответственно такую батарею можно заменить на 54 кг литий-кислородную батарею, с таким же запасом хода (а на самом деле большим, из за уменьшения веса авто на пол тонны), или взять батарею весом 104 кг с запасом хода >1000 км от одного заряда. Считаем ресурс батареи: 1000 км * 150 зарядов = 150 тыс.км. Совсем не так и мало. А если учесть, что в ней лития в 10-ть раз меньше, то возможно, после освоения массового производства и цена будет ниже нынешних Li-Ion батарей.
semux semux 04.09.201910:37 ответить ссылка 4.0
А если их еще сделать сменяемыми... да нет, бред какой-то
Мне кажется или это жалкая попытка подвинуть акции топлеводобывающих компаний?
TomFarr TomFarr 04.09.201905:01 ответить ссылка -0.6
Зеленая энергетика тоже ждет аккумуляторов больших емкостей!
va11 va11 04.09.201905:07 ответить ссылка 1.0
там можно тяжелые и большие аккумуляторы, главное - чтобы были дешевые, с приемлемым КПД
Это все замечательно, но смущает число в 150 зарядов. Это очень мало, современные аккумуляторы тех же мобилок выдерживают намного больше. И нет, для портативной электроники принцип "имеем в 2 раза больше емкость = в 2 раза меньше заряжаем" не работает, потому что возрастет энергопотребление этой самой электроники. А так очень интересно, авось и совершенная аугметика не за горами.
А если потребление не возрастает, то уменьшается размер аккумулятора
Ну смотри - возьмем мой обычный телефон и мой же телефон, но уже на литий-кислородных аккумах.
За день и ночь в режиме ожидания активного использования мой телефон разряжается - мой телефон на новых аккумах разряжается за 9 дней(да, емкость выше в 10 раз, но мы возьмем небольшой запас.
Обычный телефон держал нормально заряд в течении примерно полуторра лет, потом батарея стала умирать. С учетом того, чтоя заряжал телефон каждый день это 547,5 циклов. Если я заряжаю телефон на литий-кислородных аккамуляторах раз в 9 дней, то через полтора года получим 223 цикла.
Так что да, пока что литиевые выигрывают по количеству циклов. с другой стороны иметь неразряжайщийся в течении миннимум недели смартфон уже очень интересен тем, кто живет на краю цивилизации - лесникам, охотникам, членам экспедиций, грибникам.
Но это с учетом того, что твой телефон будет потреблять столько же энергии. А потом выйдет более мощный телефон, с охуительным экраном и прожорливостью как два твоих старых пенька.
Понимаешь, тут проблема кроется уже в производителе, которому нужно обогнать конкурентов. В этой погоне сначала будет рекламироваться новый аккумулятор, а вот потом он будет использовать потенциал, который получил в результате увеличения автономности устройства. И все опять скатится на цикл "поставил на зарядку - лег спать - снял с зарядки - день с включенным wi-fi - повторить до полного износа аккумулятора".
Вспомним те же нокии из 2000-х, не кирпичи, а всякие express music. Какие там были аккумы? 550 мА/ч? Меньше 1000 кажется. А вот то, что у них и экранчик маленький, и процессор нихрена не потребляет - это уже другой разговор. Раньше больше всего жрал модуль связи. А теперь процессор и экран.
И все же, если останутся модели без этих свистоперделок и процессоров 4 ггц, но с аккумом, держащим неделю, то нас можно будет поздравить.
З.Ы.
У моих китайских ушей с блюпупом съемный аккум от нокии на 400 мА/ч, держат около 8-9 часов, вот туды такой емкий вполне пойдет, уши заряжают все-таки пореже.
китайцы делают смартфоны с батареей 5-7 А/ч, со слабенькими процессорами, на неделю заряда хватает. так что будут и ультра-тонкие "городские" лопаты с зарядкой от каждого столика кофеен, и резиновые кирпичи с месячным запасом энергии для экспедиций в тундру
Осталось подождать когда это все спиздят китайцы.
4441 4441 04.09.201909:19 ответить ссылка 0.0
>Исследователи решили
>Bare Li
gornyy gornyy 04.09.201909:21 ответить ссылка -0.6
Шо опять?
YTKANOS YTKANOS 04.09.201911:10 ответить ссылка 0.6
а взрываться они не будут?
Помню лет 10 назад читал что- товарищи из графена можно наваять и суперионисторов и акумов с мегахарактеристиками ,что все революция,и опять эти проклятые рептилоиды все похерили,где волшебные таблетки где чудесный элексир?
MacAaron MacAaron 04.09.201912:45 ответить ссылка 0.6
Потому что эти учёные твари просто задолбали насиловать журналистов. Честные труженники пера не видят разницы между "разработали технологию" и "разработали технологию, достаточно дешёвую для промышленного применения". А это разные вещи, и второе всегда занимает годы.
пообмазываются своим графеном до чёртиков в глазах...
>Впрочем, ученые признают, что о массовом внедрении литий-кислородных аккумуляторов говорить пока рано.
Какие бы "прорывы" в технологиях не появлялись, прогресс все равно стоит на месте... Натыкаешься в интернете на статью с описанием революционной технологии, читаешь взахлеб, потом смотришь дату статьи - а там какой-нибудь 2009-й год :/ Очень бесит, уже 2020-й год скоро, где мое будущее?
Araki Araki 04.09.201912:51 ответить ссылка 1.2
"Скорее всего, не справляется мировая экономика. НТП идёт чудовищно быстро, а темпы экономического внедрения новинок невысоки. Ибо фактор производства товара: зачем мне это, если есть старое?
Перенасыщение. Ну и эклектика производственных товаров."
охладите трахание. лет пять назад была такая же новость про суперконденсаторы, которые вот-вот заменят литий-металл. и чо
krako krako 04.09.201914:28 ответить ссылка 2.3
У меня был лет 10 назад SE с литий полимерным аккумом, которому похуй на холод и недозаряд и прочее там снижающее ёмкость. Не пойму какого хера ионные вообще используются?
а те бабах-самсунги на чём были?
На литий-ионных. Они бахали из-за косяка в конструкции аккумулятора и слишком плотной компоновки внутри корпуса. А так все телефоны бодро лопаются, просто note 7 лопался чаще других и в силу позиционирования(флагман как никак, дорохой и с рекламой) чаще попадал в новости. Япле тоже часто косячит и потому в новостях, например сейчас емнип у них macbook pro 15 2018 считается взрывоопасным
Современные аккумы вроде все по факту литий полимерные, хоть и пишут ионные
DutchL DutchL 05.09.201900:01 ответить ссылка 0.0
Только зарегистрированные и активированные пользователи могут добавлять комментарии.
Похожие темы

Похожие посты
БРИТАНСКИЙ УЧЕНЫЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ДЭВИД НАТТ РАЗРАБОТАЛ МОЛЕКУЛУ, КОТОРАЯ ИМИТИРУЕТ ПРИЯТНЫЕ ЭФФЕКТЫ АЛКОГОЛЯ, НО НЕ ВРЕДИТ ЗДОРОВЬЮ. В БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ "АЛКОСИНТ" МОЖЕТ ВЫЙТИ НА РЫНОК ПОД НАЗВАНИЕМ АЬСАЯЕИЕ.
подробнее»

алкоголь ради науки ученые изобретение

БРИТАНСКИЙ УЧЕНЫЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ДЭВИД НАТТ РАЗРАБОТАЛ МОЛЕКУЛУ, КОТОРАЯ ИМИТИРУЕТ ПРИЯТНЫЕ ЭФФЕКТЫ АЛКОГОЛЯ, НО НЕ ВРЕДИТ ЗДОРОВЬЮ. В БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ "АЛКОСИНТ" МОЖЕТ ВЫЙТИ НА РЫНОК ПОД НАЗВАНИЕМ АЬСАЯЕИЕ.

КАК*
ПРАВИЛЫ-К
ЗАРЯЖАТЬ
ГАДЖЕТЫ