Новости

Jun 15, 2023

Лучшие и самые инновационные идеи для новых аккумуляторов

Фото: Роберто Сорин / Unsplash Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время. Давайте посмотрим правде в глаза – сложно представить современную жизнь без батареек. Мы

Фото: Роберто Сорин / Unsplash

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Давайте посмотрим правде в глаза – сложно представить современную жизнь без батареек. Мы зависим от наших устройств, и большинству из них, включая телефоны, компьютеры, часы, планшеты, игрушки и даже автомобили, для работы необходимы батарейки.

Поскольку нам приходится постоянно использовать так много батареек, мы также знаем, что они, как правило, не работают очень долго. Кажется, что у них заканчивается энергия, когда это наименее удобно, и их часто дорого заменить, и их трудно переработать.

Повышение устойчивости аккумуляторных технологий имеет первостепенное значение для нашего образа жизни. Зная это, мы рассмотрели некоторые из лучших новых идей для разработки батарей будущего.

Полное руководство по аккумуляторным технологиям

Грузовой корабль с 3000 автомобилями загорелся, подозрение на аккумуляторы электромобилей

Экологичная протонная батарея предлагает доступное хранилище энергии

Одной из причин внедрения инноваций является поиск способа отказаться от литий-ионных батарей. Особенно, если речь идет об электромобилях и устройствах, использующих литий-ионные аккумуляторы. Эти батареи, содержащие жидкие электролиты, очень распространены.

Но у этого типа батарей есть серьезные недостатки, такие как сравнительно низкая эффективность и вероятность взрыва жидких электролитов и возникновения пожара.

В поисках более безопасного, устойчивого и более стабильного подхода международная группа исследователей недавно раскрыла механику класса соединений, называемых аргиродитами, названных в честь серебросодержащего минерала, которые могут быть использованы в качестве электролитов в твердотельном состоянии. батареи и преобразователи термоэлектрической энергии.

Построенные из стабильных кристаллических каркасов, состоящих из двух элементов, которые удерживаются на месте, и третьего, который может свободно перемещаться по химической структуре, соединения аргиродита могут включать серебро, германий, серу и другие элементы. Их преимущество заключается в том, что структура является достаточно гибкой, что позволяет использовать целый ряд возможных комбинаций.

Для недавнего исследования ученые использовали нейтроны и рентгеновские лучи, отражая эти быстродвижущиеся частицы от атомов в соединении, состоящем из серебра, олова и селена. Это позволило ученым выявить молекулярное поведение соединения в режиме реального времени. Затем данные были проанализированы с использованием машинного обучения и вычислительной модели, основанной на квантово-механическом моделировании.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, могут привести к появлению целого ряда новых возможностей хранения энергии — от создания аккумуляторных стен для домашних хозяйств до электромобилей, которые заряжаются чрезвычайно быстро.

Как отметил в пресс-релизе соавтор исследования, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Университета Дьюка Оливье Делэр: «Это исследование служит для оценки нашего подхода к машинному обучению, который позволил добиться огромных успехов в нашей способности моделировать эти материалы всего за считанные секунды». через пару лет», добавив: «Я считаю, что это позволит нам быстро моделировать новые соединения виртуально, чтобы найти лучшие рецепты, которые эти соединения могут предложить».

Еще один многообещающий подход к замене литий-ионных батарей был исследован исследователями из австралийского университета RMIT, которые использовали наноматериал MXene в стремлении создать пригодные для вторичной переработки батареи для мобильных телефонов, срок службы которых будет в три раза дольше, чем у современных технологий.

Батареи, созданные из этого материала, могут прослужить до девяти лет, используя высокочастотные звуковые волны для удаления ржавчины, которая накапливается и влияет на производительность батареи.

MXene имеет сходство с графеном и обладает высокой электропроводностью. Как объяснила в пресс-релизе Лесли Йео, профессор химического машиностроения в Университете RMIT и ведущий старший научный сотрудник: «В отличие от графена, MXenes легко адаптируются и открывают целый ряд возможных технологических применений в будущем».

Однако при использовании MXene есть одна оговорка: он легко ржавеет, что ухудшает электропроводность и делает его непригодным для использования.