Lepšie batérie? Vedci využili vlastnosti tohto jedinečného materiálu

Более мощные аккумуляторы с более быстрой зарядкой? Благодаря новому материалу это скоро может стать реальностью


80Views

За последние десять лет разработка литий-ионных аккумуляторов продвинулась вперед семимильными шагами, но даже при этом исследователи по-прежнему сталкиваются со значительными проблемами. Одним из них является, например, более быстрая зарядка, которая особенно поможет в области электромобилей. Ученые из Аргоннской лаборатории в сотрудничестве с Государственным университетом Бойсе и Калифорнийским университетом в Сан-Диего попытались решить эту проблему. Их новое исследование привело к созданию нового материала для аккумуляторных электродов. Для производства материала использовали оксид ниобия, который отличается уникальной кристаллической структурой. В то же время он обещает более быструю зарядку и исключительную емкость. Во время зарядки литий-ионного аккумулятора ионы лития перемещаются от положительно заряженного электрода к отрицательно заряженному электроду, обычно сделанному из графита. При более высоких скоростях зарядки литий имеет тенденцию накапливаться на поверхности графита. Это снижает производительность и может в конечном итоге привести к короткому замыканию аккумулятора или даже пожару. Оксид ниобия не так восприимчив к этому процессу. Поэтому предполагается, что это может быть гораздо более безопасный и особенно более прочный вариант, чем графит. В то же время атомы ниобия могут образовывать ряд устойчивых конфигураций. Таким образом, позже ученые смогли найти способ увеличить производительность литий-ионных аккумуляторов. В ходе эксперимента ученые сконструировали миниатюрную версию батареи с электродами из оксида ниобия. Вначале этот оксид имел аморфную структуру, то есть атомы не были расположены. Однако после нескольких циклов зарядки ученые заметили, что атомы выстраиваются в кристаллическую решетку. По словам авторов, наблюдаемая структура никогда ранее не описывалась в научной литературе. Не упускайте из виду, почему аккумулятор смартфона теряет емкость, даже когда мы его не используем? Кристаллическая сетка позволяла легче и быстрее переносить ионы лития к отрицательно заряженному электроду. Исследователи говорят, что это может привести к гораздо более быстрой зарядке в будущем. В то же время измерения показали, что такая батарея может хранить гораздо больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы лучше? На следующих этапах ученые исследовали процесс изменения структуры с аморфной на кристаллическую. Для этого им понадобился особый вид электронной микроскопии. Используя эту технику, они смогли отправить высокоэнергетический пучок электронов через образец. Это позволило ученым создать цифровые изображения образца, реагирующего на лучи. В то же время он показал ученым устройство атомов. Источник: Argonne «Электронный луч фокусируется только на небольшой части образца, поэтому он предоставляет подробную информацию только о небольшой области», — объясняет Юзи Лю, один из авторов исследования. В то же время эксперименты показали, что атомы ниобия при зарядке приобретают несколько электронов. Это указывает ученым на то, что анод обладает высокой емкостью. Производство высокоэффективного оксида ниобия с помощью традиционных методов синтеза чрезвычайно сложно. Однако в ходе исследования ученым удалось применить нетрадиционный подход, который они могли использовать для изготовления других материалов для аккумуляторов. Однако, по мнению ученых, метод найдет применение и в других сферах, например, в производстве полупроводников или катализаторов. Вам может быть интересно


Анонимный пользователь
Бесплатно сделаю вам сайт в свободное от работы время. Пишите на moskvichi-net@internet.ru
Анонимный пользователь
Продам сайт, посвященный истории СССР 20-х годов. Контент уникальный: https://cccp1921-29.ru Для контактов a.v.k.group@yandex.ru Chat image
Customize
Authorization
*
*
Registration
*
*
*
A password has not been entered
*
Password generation
Закрыть