• ГлавнаяНовостиНовостиНовости, 202101Новости, 202101 → Россияне научили аккумуляторы заряжаться за секунды

      Россияне научили аккумуляторы заряжаться за секунды

      Российские ученые создали особый полимерный материал для катодов аккумуляторов, позволяющий сократить время их зарядки до нескольких секунд и одновременно повысить их плотность вместе с временем службы. АКБ с новыми катодами смогут проработать до 70 лет и при этом сохранить около трети своей емкости.

      КиТ :: Будь в СЕТИ! KiT - Keep-inTouch :: RSS-лента

P.c{font-size:75%;text-align:right;}img{border:0;padding:1px;}table{display:table;border-spacing:10px;}td{display:table-cell;padding:10px;vertical-align:top;}/*Обратная связь и подписка - кнопки*/ .buttons{background:#e0ffff;color:#dc143c;font-weight:700;border:1.5px solid black;border-radius:4px;transition:0.4s;}.buttons:hover {background-color:#4CAF50;color:white;box-shadow:0 12px 16px 0 rgba(0,0,0,0.24), 0 17px 50px 0 rgba(0,0,0,0.19);cursor:pointer;}

Аккумуляторы станут лучше

Российские специалисты из «Сколтеха», Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева (РХТУ) и Института проблем химической физики (ИПХФ) разработали новые материалы на основе полимеров для использования их в качестве катода в современных аккумуляторах. Как сообщили CNews представители РХТУ, исследователи протестировали их в составе особых литиевых двухионных батарей и на выходе получили сверхбыстрые АКБ, заряжающиеся за несколько секунд.

Использование новых катодных материалов не только привело к сокращению времени, уходящего на подзарядку аккумулятора, но и позволило значительно продлить срок его службы. Такие АКБ способны выдерживать до 25 тыс. циклов перезарядки.

По заявлениям авторов новой технологии, с использованием катодов на ее основе могут быть созданы еще и калиевые двухионные аккумуляторы, в которых дорогостоящий и очень неэкологичный (даже на этапе производства) литий заменен на более доступный и менее редкоземельный и токсичный калий.

Два полимера и новый тип аккумулятора

Специалисты РХТУ, ИПХФ и «Сколтеха» синтезировали сразу два новых разветвленных полимера – сополимер дигидрофеназина и дифениламина и сополимер дигидрофеназина и фенотиазина. Тесты показали, что первый полимер намного лучше справляется с поставленной задачей – именно он позволил добиться полной зарядки АКБ за несколько секунд. Кроме того, при его использовании батарея способна пережить до 25 тыс. циклов перезарядки и сохранить при этом до трети своей емкости. Специалисты подсчитали, что при обычных условиях эксплуатации такой аккумулятор мог бы служить до 70 лет.

Новая российская технология протестирована, но пока не готова к коммерциализации

В качестве анода ученые использовали металлический литий, но они также провели эксперимент и с калием. Батареи с анодом из этого материала и сополимером дигидрофеназина и фенотиазина в виде катода продемонстрировали повышенную плотность энергии – вплоть до 398 Втч/кг. Литиевые аккумуляторы с таким же катодом демонстрировали в 1,5-2 раза меньшую плотность – от 200 до 250 Втч/кг.

Материалы катодов, которые разработали исследователи, созданы на основе полимерных ароматических аминов. К их особенностям относится, помимо прочего, еще и возможность синтезировать их из различных органических соединений. Что касается двухионных АКБ, то в электрохимических процессах внутри них, в отличие от обычных литий-ионных батарей, задействованы как анионы, так и катионы электролита. Это напрямую влияет на многократный прирост скорости подзарядки.

«У нашей группы уже были работы по полимерным катодам для сверхбыстрых аккумуляторов с хорошей емкостью, которые можно заряжать и разряжать за несколько секунд. Среди прочих, раньше мы использовали линейные полимеры, у которых каждое мономерное звено образует связи только с двумя соседями, а в этой работе мы продолжили изучение новых разветвленных полимеров, у которых каждое звено может образовывать связи как минимум с тремя другими звеньями. Они формируют объемные сетчатые структуры, которые обеспечивают более быструю кинетику электродных процессов», – отметил первый автор работы, аспирант «Сколтеха», Филипп Обрезков. «С электродами из таких материалов аккумуляторы могут еще быстрее заряжаться и разряжаться», – добавил он.

Конкурирующие разработки

Авторы изобретения не уточнили, когда, по их прогнозам, может начаться массовое производство аккумуляторов, в которых используются созданные ими полимерные катоды. Между тем, в России существует целый ряд перспективных технологий, позволяющих улучшить современные элементы питания и способных составить конкуренцию детищу сотрудников РХТУ, ИПХФ и «Сколтеха».

Например, если эти ученые предлагают заменить литий на калий, то группа специалистов из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН и немецкого Центра им. Гельмгольца в Дрезден-Россендорфе считают, вместо лития следует использовать другой щелочной металл – натрий. CNews писал, что натрий в данном случае позволит снизить нагрузку на окружающую среду, поскольку добывать его проще, чем литий – он есть даже в обычной поваренной соли. Отсюда вытекает и снижение затрат на его добычу, а его применение в АКБ позволит сделать элементы питания более стабильными – литиевые аккумуляторы известны своей взрывоопасностью.

У специалистов «МИСиС» есть и еще одна альтернатива литиевым батареям, в которой нет ни натрия, ни калия – только сорняковое растение, в изобилии растущее во многих регионах России. Они предлагают делать не аккумуляторы, а суперконденсаторы с электродом из стеблей борщевика – для их превращения в углеродный материал, а затем и в электроды ученые разработали особую технологию их обработки, включающую воздействие на них соляной кислоты и насыщение углекислым газом.

Созданная технология преобразования борщевика в электроды суперконденсаторов была протестирована в лабораторных условиях, и эксперимент завершился успехом. Но, как и в случае с полимерными катодами и калиевыми АКБ за авторством ученых из РХТУ, ИПХФ и «Сколтеха», сроки коммерциализации этой идеи авторы не уточняют.

Созданный россиянином сервис для совместной работы Wrike продан за $2,25 миллиарда

Американская Citrix объявила о покупке компании Wrike, которая занимается разработкой одноименного сервиса для организации совместной работы и управления проектами у фонда Vista Equity Partners....

В России окрыли единую цифровую платформу для ресторанов

Именно проекты на стыке технологий и контента в дальнейшем будут определять развитие рынков, считают в Rambler Group....

Русскоязычный хозяин крупнейшего криминального рынка даркнета закрывает проект и наставляет хакеров не стремиться к богатству

Крупнейшая площадка для торговли крадеными данными о кредитных картах, закрывается 15 февраля 2021 г. Владелец «уходит на давно заслуженный покой», предположительно заработав много миллионов....

Россияне за полгода оставили в иностранных интернет-магазинах более 5 миллиардов долларов

Это на 24% больше аналогичного периода прошлого года; за весь год можно ожидать 11–12 млрд долл., поскольку во втором полугодии объемы будут больше из-за новогодних праздников....

«Почта России» будет начислять бонусы за оплату посылок через интернет

«Почта России» сообщила о том, что теперь при оформлении и оплате посылок на сайте или в мобильном приложении «Почты» клиенты будут получать бонусные баллы, которые можно использовать для оплаты следующих отправок. До начала июня 2021 г. программа бу...

[Популярные социальные сети][*Добавить сайт]


Группы: ВК|Fb|Tw|OK

Рубрики | Каталог | Новости | Контакты |
/*Выпадайка (простая) - для рубрик справа/внизу*/.advert ul, .content ul{list-style:none;}.rubcontent [type=email], .rubcontent [type=submit]{display:block;margin:1px auto;}.rubcontent{display:block;line-height:25px;border-radius:5px 10px 0 0;border:1px solid #542437;}.cd-accordion-menu li, .list_menu_compact li, .cd-accordion-menu_ya-share2 li{padding:0;margin-left:20px;}/*а вот собственно и само действие#go:checked ~ .menu_1{ display:block;}#go:checked ~ .list_menu_compact{ display:none;}.go:checked label span{ display:block;}#go_7:checked + .equiv_7 b1{color:red;}.go_8:checked + label ul{background: #fc0;}*/.hidden, .cd-accordion-menu ul, .hidden:checked + label .equiv{display:none;}.hidden:checked + label + ul, .hidden:checked + label .trigramma{display:inline;}/*Карта сайта - свернуть/развернуть: ВСЕ - пока не все работает*/#checkbox_menu_all:checked + label + .cd-accordion-menu li ul{display:inline;}#checkbox_menu_all:checked + label + .cd-accordion-menu{display:none;}#checkbox_menu_all:checked + label + .cd-accordion-menu + .cd-accordion-menu_ya-share2{display:none;}@media (min-width:801px){/*Моб.меню - скрыть*/ #mob_menu{display:none;}/*Новости - анонс*/ #phablet td{display:block;}}
ГлавнаяНовостиНовостиНовости, 202101Новости, 202101 → Россияне научили аккумуляторы заряжаться за секунды