MY.UAНовости
Топ-7 открытий в сфере аккумуляторов: какими будут мобильные гаджеты в 2022 году
Топ-7 открытий в сфере аккумуляторов: какими будут мобильные гаджеты в 2022 году

Топ-7 открытий в сфере аккумуляторов: какими будут мобильные гаджеты в 2022 году

Похоже, ученые нашли способы решения критических проблем батарей, таких как самовозгорание и "мертвые" ионы. В результате, устройства смогут дольше обходиться без подзарядки, станут безопаснее, тоньше и гибче.

В 2021 году ученые совершили множество открытий в области аккумуляторных батарей, которые питают мобильные устройства. Издание New Atlas выбрало самые интересные исследования и методы.

Сейчас большинство гаджетов и электродвигателей работают благодаря литий-ионным батареям. Инженеры постоянно пытаются улучшить их характеристики, такие как энергоемкость, скорость зарядки, производительность или срок службы, а для этого экспериментируют с новыми материалами или структурой. Однако некоторые исследователи удивили мир своим нестандартным мышлением и необычными идеями.

Революционный материал для сверхбыстрой зарядки

Одним из перспективных способов увеличить скорость зарядки аккумулятора считается внедрение электродов с пористой структурой — она увеличит площадь контакта с жидким электролитом и облегчит прохождение ионов лития через материал. В ноябре команда из Нидерландов представила анод (отрицательно заряженный электрод) из ниобата кобальта. Он обладает "открытой" и правильно кристаллической структурой с одинаковыми каналами, идеальными для переноса тока.

Ученые создали батарею, которая заряжается в 10 раз быстрее других литий-ионных аналогов
Фото: Unsplash

Ученые создали из нового материала прототип батареи и в ходе экспериментов обнаружили, что она заряжается в 10 раз быстрее других литий-ионных аналогов. Кроме того, ниобат кобальта оказался более надежным, чем другие пористые структуры с неорганизованными и случайными каналами, способными вывести конструкцию из строя. Также он имеет более высокую объемную плотность по сравнению с графитом, основным материалом для современных анодов. Вполне возможно, что в будущем благодаря ниобату кобальта батареи станут более легкими и компактными.

Возрождение "мертвых" частиц лития

Во время циклов зарядки и перезарядки ионы лития перемещаются между электродами, однако не все из них добираются к месту назначения. Со временем в электролите образовываются сгустки неактивных частиц, из-за которых значительно снижается емкость и может начаться возгорание.

Американские ученые продлили срок службы аккумуляторов на 30%
Фото: rei.com

Ученые из Стэнфордского университета (США) научились возвращать литиевые островки к "жизни", чтобы продлить срок службы аккумуляторов на 30%. Как оказалось, сгустки продолжают двигаться между электродами, просто очень медленно. Добавив напряжение с высокой силой тока, они заставили неактивный литий перемещаться быстрее и достигать электрода, после чего они восстанавливали свою активность.

Как подчеркнули исследователи, "мертвые" литиевые сгустки — реальная проблема для литий-металлических конструкций следующего поколения, которые могут удерживать до 10 раз больше энергии. Их открытие может стать прорывом для создания усовершенствованных батарей.

Безопасный аккумулятор в форме сэндвича

Литий-металлические батареи имеют высокий потенциал благодаря более высокой емкости и плотности энергии по сравнению с графитом или медью. Ученый из Гарвардского университета (США) предложил конструкцию в виде сэндвича, которая может устранить проблемы со стабильностью перспективных аккумуляторов.

Главным недостатком литий-металлических структур являются острые отростки под названием дендриты, которые возникают в процессе зарядки, они грозят снижением производительности, поломкой или возгоранием. Американские ученые решили заменить жидкий электролит двумя твердыми керамическими пластинами, между которыми располагаются остальные "ингредиенты".

Cтруктура литий-металлической батареи на примере сендвича

Благодаря такой архитектуре батарея устраняет зазоры, образованные дендритами. Во время испытаний прототип сохранил 82% емкости после 10 тыс. циклов перезарядки, а также показал высокую плотность тока, при которой электромобили смогут заряжаться примерно за 20 мин.

Батареи из дерева

Другая группа ученых из США предложила использовать в литий-металлических аккумуляторах твердый электролит из целлюлозы, добытой из дерева, в форме полимерных трубочек под названием нанофибриллы. В сочетании с медью они образовывают устойчивый ионный проводник с крошечными отверстиями между полимерными цепями, которые действовали как "ионные супермагистрали", позволяя ионам лития перемещаться с рекордной эффективностью.

Гибкий материал для батарей из целлюлозы
Фото: New Atlas

Исследования показали, что материл обеспечивают проводимость в 10-100 раз большую, чем другие проводники из полимеров. Благодаря высокой гибкости, целлюлозные нанофибриллы хорошо выдерживают нагрузки при циклическом переключении.

Хлор вместо лития

Щелочно-хлорные батареи известны с 1970-х годов и предлагают высокую плотность энергии, однако высокая активность хлора ранее не позволяла использовать его чаще одного раза. Недавно ученые из Стэндфордского университета придумали, как стабилизировать химические реакции, чтобы сделать хлорные аккумуляторы многоразовыми и перезаряжаемыми.

Прототип хлорной батареи от Стэнфордского университета
Фото: New Atlas

Они сделали электрод из пористого углерода, который поглощал неустойчивые молекулы хлора и безопасно преобразовывал их в хлорид натрия, исходную форму перед разрядом. Прототип батареи позволил повторить цикл до 200 раз и показал плотность энергии примерно в 6 раз выше, чем литий-ионные аналоги.

Сверхтонкие электроды для лучшей проводимости

Сотрудники Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США нашли новое решение в виде очень тонких полосок лития шириной около 20 микрон, намного тоньше человеческого волоса. Они занялись улучшением так называемой межфазной границы твердого электролита — это тонкая пленка поверх анода, которая контролирует вхождение молекул в электролит.

Сверхтонкие полоски лития показали лучшее взаимодействие с электролитом, чем более толстые аноды, подавляющие электрохимические реакции.

Податливый материал для автоматического "лечения" аккумуляторов

В марте ученые представили необычный вид батареи на основе "полутвердого" электрода из натрий-калиевых сплавов. Он напоминает материалы, которыми пломбируют зубы — сначала жидкие и податливые, а затем твердеют. По словам авторов статьи, такая конструкция позволяет устранить некоторые ключевые проблемы аккумуляторов.

Новый материал обеспечивает в 20 раз большую плотность тока, чем другие твердотельные батареи
Фото: MIT

Когда новый податливый материал вступает в контакт с твердым, но хрупким электролитом, то предотвращает образование трещин и заполняет собой поврежденные участки. Он также не дает появляться дендритам, а одновременно с этим обеспечивает в 20 раз большую плотность тока, чем другие твердотельные батареи. Потенциально это значительно ускоряет зарядку.

Ранее писали, что ученые создали аккумуляторы, которые можно стирать. Они выдерживают 39 "купаний" в стиральных машинах, а также могут быть вплетены в ткань для создания "умной" одежды или другой носимой электроники.

Теги по теме
ученые
Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
«Иконы на ящиках из-под вооружений»: украинскую выставку впервые презентовали в Африке
ZN UA
2025-09-19T18:06:39Z
Известный украинский музыкант обвинил Тину Кароль в недобропорядочности: "Запускала ИПСО"
TSN
2025-09-19T17:06:08Z
Могилевская довела до мурашек новым исполнением хита "Відправила Message" в дуэте с Lely45
TSN
2025-09-19T17:06:06Z
22-летняя блогерша Верба трогательно поздравила дочь с первым днем рождения
TSN
2025-09-19T16:03:28Z
Премьеры недели: ремейк хита Могилевской в дуэте с Lely45 и сингл от Вакарчука с SHUMEI
Комсомольская правда
2025-09-19T15:03:02Z
Хадид, Тимберлейк и не только: кто из голливудских звезд лечился от болезни Лайма
Telegraf
2025-09-19T14:03:32Z
Элегантная стрижка из 90-х, которая снова в трендах: подчеркивает красоту и подходит абсолютно всем
TSN
2025-09-19T14:03:10Z
"Она — враг Украины": известный певец "разнес" Каменских после языкового скандала
Фокус
2025-09-19T14:00:51Z
Марго Робби и Колин Фаррелл находят любовь через GPS- навигатор: рецензия на новое романтическое фэнтези
Фокус
2025-09-19T14:00:33Z
Следствие закупки "золотых яиц" Минобороны завершили: как хитро провернули эту схему
Telegraf
2025-09-19T18:18:21Z
Дефицит продуктов в Кировоградской области: как он влияет на рынок
Политека
2025-09-19T18:00:41Z
Россиянам предсказывают использование долларов только для растопки печей
Корреспондент
2025-09-19T17:51:52Z
Больше не оставят без копейки: новый закон ограничил списание с пенсий
Знай
2025-09-19T16:36:48Z
В Украине собрали более 3,3 млн тонн рапса
Корреспондент
2025-09-19T16:36:20Z
Банковская карта уходит в прошлое: что будет с денежными переводами в Украине
Хвиля
2025-09-19T15:12:53Z
Перерасчет тарифов на горячую воду и тепло: для кого изменятся цены
Знай
2025-09-19T15:06:03Z
Миллиарды покупок, собственные электростанции: чего вы не знали о EVA за 23 года
Gazeta UA
2025-09-19T14:54:33Z
Евросоюз раскритиковали за импорт энергоносителей из России
Gazeta UA
2025-09-19T14:48:53Z
«Роковой 2026-й»: даже пропагандисты предсказывают крах режима Путина
Новости Украины
2025-09-19T18:21:49Z
Польша: истребители РФ нарушили зону безопасности буровой платформы в Балтийском море
Европейская правда
2025-09-19T18:21:46Z
Почему Трамп несколько раз давал Путину "две недели": Келлог уверен, что президент дает дипломатии шанс, а не послабления диктатору
Новости Украины
2025-09-19T18:21:23Z
Война скоро закончится. Почему это вредный нарратив?
ГЛАВКОМ NET
2025-09-19T18:09:31Z
Советник Трампа предсказывает Донбассу "балтийский" сценарий: что он предполагает
Comments UA
2025-09-19T18:00:16Z
Вильнюс определил три главных направления поддержки Украины
ZN UA
2025-09-19T17:54:26Z
Келлог придумал для Донбасса "балтийский" сценарий: подробности от The Telegraph
Новости Украины
2025-09-19T17:54:14Z
В Раде шокировали цифрами: какие зарплаты получают члены наблюдательных советов
Comments UA
2025-09-19T17:33:25Z
Свежая порция измены с США: Келлог давит на Украину и уже "отдает" оккупированные земли России
TSN
2025-09-19T17:21:54Z
Один погиб, второй в реанимации: еще два топ-менеджера РФ решили свести счеты с жизнью
Фокус
2025-09-19T17:06:14Z
Порнография и сутенерство: сколько уголовных дел было открыто до и во время войны в Украине
Comments UA
2025-09-19T15:48:16Z
Смертельное ДТП в Киеве: Toyota протаранила отбойник на Большой Кольцевой
Gazeta UA
2025-09-19T15:18:29Z
В Киеве юношу задержали за "паркур" и повреждение имущества в метро
Корреспондент
2025-09-19T14:45:48Z
Настоящее рабство в Киевской области: иностранцев держали в нечеловеческих условиях
Comments UA
2025-09-19T14:24:42Z
На Волыни снова произошел скандал с ТЦК: военных пытались избить 18 работников критического предприятия
Comments UA
2025-09-19T13:51:32Z
Эвакуация очень усложнена: стало известно, сколько людей еще остается в Купянске
TSN
2025-09-19T13:51:17Z
"Выбисил": как оправдывается эксработник ТЦК, избивший учителя в Харькове
TSN
2025-09-19T13:36:12Z
Чиновника Минобороны разоблачили на схеме для уклонистов
UAToday
2025-09-19T13:03:19Z
ЄС розпочинає антидемпінгове розслідування щодо х/к прокату з п’яти країн
AgroNews
2025-09-19T18:12:45Z
На грани выживания: Украина возглавила список беднейших стран
Знай
2025-09-19T18:06:48Z
В Украине взялись за уклонистов: останутся без авто и загранпаспорта
Хвиля
2025-09-19T18:06:05Z
В "Резерв+" добавили новый тип отсрочек от мобилизации
Комсомольская правда
2025-09-19T17:51:49Z
Женщина дважды умирала и спорила с Богом: что она ему сказала, чтобы вернуться к жизни
TSN
2025-09-19T17:36:33Z
Плюс год за партой: зачем школьников оставляют в школе дольше
Знай
2025-09-19T17:36:23Z
Военный отказался служить в ТЦК и получил пять лет тюрьмы: решение суда
Фокус
2025-09-19T17:36:07Z
Из рая в ад: украинца на Бали приговорили к пожизненному заключению
ZN UA
2025-09-19T17:27:58Z
Достаточно позвонить: украинцам рассказали, как поставить ТЦК на место
Знай
2025-09-19T17:21:08Z
Лучше икры: как приготовить свекольную намазку для бутербродов
Telegraf
2025-09-19T15:42:38Z
30 отжиманий ежедневно: эксперты поразили влияние на здоровье
Comments UA
2025-09-19T13:33:34Z
Мужчина 2 года сидит на диете c фастфуда: как он выжил
TSN
2025-09-19T13:18:46Z
30 отжиманий в день полностью изменят организм: впечатляющие выводы медиков
Comments UA
2025-09-19T12:51:56Z
Почему индекс массы тела устарел: что на самом деле говорит о здоровье
UAToday
2025-09-19T12:06:52Z
Как соль влияет на давление: врачи назвали главную опасность
UAToday
2025-09-19T12:03:39Z
Настоящая витаминная бомба в начале осени: шесть причин добавить молодые грецкие орехи в рацион
Gazeta UA
2025-09-19T11:06:11Z
В Украине планируют производить 3D-протезы и экзоскелеты по японскому проекту
Хвиля
2025-09-19T07:42:15Z
Гипертоникам стоит забыть о соли: названа поразительная опасность
Comments UA
2025-09-19T06:18:22Z
Hyundai готовит расширение линейки моделей N
Корреспондент
2025-09-19T17:45:20Z
Mercedes, Lexus и BMW: сотни дорогих авто четыре дня стояли затопленными на паркинге
Фокус
2025-09-19T15:27:30Z
Зеленый, как Халк: Brabus представил сверхмощный "Гелендваген"
Фокус
2025-09-19T14:21:45Z
Xiaomi отзывает 116,8 тыс. электромобилей SU7
Корреспондент
2025-09-19T12:39:28Z
Заброшенный раритет: в Киеве обнаружили спортивный седан с двигателем Ferrari
Фокус
2025-09-19T10:51:09Z
Революционные изменения: тест-драйв нового кроссовера Opel Grandland
Фокус
2025-09-19T09:51:19Z
7 мифов о Kia и Hyundai, в которые мы верим даром: моторист с 20-летним стажем раскрывает правду
Знай
2025-09-19T02:51:20Z
Модель YU7 GT от Xiaomi может скрывать более 1000 лошадиных сил мощности
Топ Жир
2025-09-18T22:09:44Z
Автопилот Tesla испытывает проблемы на железнодорожных переездах - СМИ
Корреспондент
2025-09-18T18:30:37Z
Напоминает ландыш: на Волыни заметили необычное растение с ядовитыми ягодами
Telegraf
2025-09-19T18:09:20Z
Киевских водителей предупредили про ограничения движения с 20 сентября: где нельзя будет проехать
Хвиля
2025-09-19T17:42:45Z
"Деньги тонут в карманах команды Кличко": столичный депутат о бизнес-схеме для "своих"
Comments UA
2025-09-19T17:06:44Z
РФ не смогла развернуть полноценное наступление возле Покровска и Доброполья – Зеленский
Лига
2025-09-19T16:48:53Z
В Виннице нашли трупы собак на территории больницы - зоозащитники заявили, что их отравили
Комсомольская правда
2025-09-19T16:31:03Z
Z-блогер выдал правду: Россия штурмует города «одноразовыми» солдатами
Новости Украины
2025-09-19T16:30:48Z
Ограничение движения в Киеве: украинцам раскрыли, где и когда будут действовать неудобства
Политека
2025-09-19T16:30:45Z
Для этих трех знаков зодиака октябрь 2025 года станет самым успешным месяцем — астрологи назвали фаворитов судьбы
TSN
2025-09-19T16:18:49Z
Соединяет четыре жилых массива и носит имя выдающегося композитора: где в Киеве эта улица
Telegraf
2025-09-19T16:00:55Z
Быстро теряют интерес: четыре знака Зодиака, которые могут разбить сердце
Знай
2025-09-19T17:51:20Z
Башни Нотр-Дам-де-Пари с субботы снова открывают для посетителей
Комсомольская правда
2025-09-19T17:27:23Z
Капусту для голубцов никогда не варите в кастрюле: лайфгак, который поможет сделать это за 10 минут
TSN
2025-09-19T16:48:22Z
Помидоры на зиму без соли, сахара и уксуса: простой рецепт консервации
Telegraf
2025-09-19T16:45:23Z
Как распознать ведьму на улице: что говорят экстрасенсы
Comments UA
2025-09-19T16:21:06Z
Любовь в стиле "услуга за услугу": как привычка сводить счеты убивает отношения
TSN
2025-09-19T16:03:31Z
Похолодание не принесет им вреда: как защитить комнатные растения от стресса
Знай
2025-09-19T15:51:28Z
Развлекайтесь с пользой: проверьте свой IQ — найдите три отличия за 20 секунд
TSN
2025-09-19T15:03:44Z
В какой рыбе меньше костей: популярны морские и речные виды
TSN
2025-09-19T14:48:22Z
Новые батареи для смартфонов и электрокаров станут в 4 раза мощнее литиевых: что это за прорыв
Фокус
2025-09-19T17:30:55Z
«Метінвест» поставив майже 600 т металопрокату для будівництва зернових ангарів
AgroNews
2025-09-19T17:21:58Z
Инсайдер: Бюджет Metroid Prime 4: Beyond для Nintendo Switch и Nintendo Switch 2 превысил $100 миллионов
GameMag
2025-09-19T16:51:46Z
Яркий и бескомпромиссный: Обзор ноутбука ASUS ROG Strix SCAR 18
GameMag
2025-09-19T16:51:04Z
Малоизвестная технология добывает солнечную энергию лучше панелей: что такое генератор STEG
Фокус
2025-09-19T16:30:45Z
Стало відомо, чому не можна їсти круто зварені яйця, особливо після 40 р
AgroNews
2025-09-19T16:21:44Z
Инсайдер принес плохие новости для фанатов Bloodborne — Sony не занимается ремастером или ремейком хита FromSoftware
GameMag
2025-09-19T15:21:55Z
Дорогущие умные холодильники Samsung показывают рекламу: владельцы негодуют
Фокус
2025-09-19T15:00:28Z
Все делают неправильно: ученые выяснили, как лучше устанавливать солнечные панели
Фокус
2025-09-19T14:57:55Z
Разбитые окна и сорняки. Какая участь постигла в оккупации легендарный стадион Донецка
Telegraf
2025-09-19T15:27:05Z
Арендованный Барселоной Маркус Рашфорд признан игроком недели в ЛЧ
Корреспондент
2025-09-19T14:15:56Z
Жена Усика устроила соблазнительную съемку в черном мини
Gazeta UA
2025-09-19T14:12:38Z
Взятки и трансфер Блэнуцэ: "Динамо" отреагировало на скандальное интервью Кравца
Telegraf
2025-09-19T12:42:16Z
Тренер прокомментировал участие Миколенко в предстоящем дерби
Корреспондент
2025-09-19T12:03:11Z
Бывший советник Суркиса назвал главную проблему "Динамо"
Telegraf
2025-09-19T11:09:00Z
После смерти Жоты: МЮ нацелился на его лучшего друга
Корреспондент
2025-09-19T10:00:17Z
Украинская Премьер-лига: расписание и результаты всех матчей шестого тура, видео голов
ZN UA
2025-09-19T09:36:15Z
Известный украинский футболист сменил клуб на Кипре
ZN UA
2025-09-19T09:21:51Z