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
Украинский город был древней столицей большого государства: где он расположен
GlavRed
2026-08-15T00:00:52Z
Бананы пролежат на две недели дольше: раскрыт элементарный секрет
GlavRed
2026-08-15T14:39:46Z
111-летняя бабушка раскрыла секрет долголетия: какие привычки помогают ей жить активно
TSN
2026-08-15T04:18:26Z
Экспертша с долголетия рассказала о утреннем ритуале, чтобы быть всегда молодыми, как в 21
TSN
2026-08-13T16:48:23Z
Генеральная уборка за минуты: топ-лайфхаки для идеальной чистоты
MY.UA
2026-08-23T17:04:35Z
Неизвестные факты: Действительно ли арбузные косточки опасны для здоровья?
MY.UA
2026-08-23T14:45:25Z
Какие решения нельзя принимать до 28 августа и почему: объяснение нумерологов
TSN
2026-08-13T07:21:47Z
Трудные времена позади: кого ждет мощная волна позитива с 13 августа
GlavRed
2026-08-12T21:09:23Z
Солнечное затмение 12 августа: эти 5 вещей лучше не делать сегодня, а простой ритуал поможет начать новый этап
Знай
2026-08-12T04:57:02Z
Осталась без матери: как выглядят дочь Кличко и Панеттьер и где она живет
Comments UA
2026-08-17T07:06:35Z
Украинцам зачислят к пенсии еще один период: кто может получить дополнительный страховой стаж
Знай
2026-08-13T05:15:41Z
Украинцы массово выезжают из одной из популярнейших стран ЕС: куда едут
Comments UA
2026-08-12T07:36:13Z
Как украинцы называют детей в 2026 году: топ-10 самых популярных и редких имен
Comments UA
2026-08-11T05:09:34Z
Приднестровье: 14 тыс. тонн боеприпасов в Колбасной — что говорит Молдова?
MY.UA
2026-08-23T17:19:56Z
От «нени» до «паниматки»: как украинцы по-разному называли родителей
MY.UA
2026-08-23T16:49:13Z
Большой церковный праздник 16 августа: три суровых запрета в этот день
Comments UA
2026-08-16T05:00:43Z
Женщина была в отношениях с мужчинами на 17 лет старше и на 15 лет моложе: что она поняла
TSN
2026-08-13T19:51:24Z
Союзники приняли историческое решение для победы Украины, но есть жесткий нюанс: что известно
Comments UA
2026-08-13T16:57:55Z
Комары больше не страшны: какой простой трюк помогает избавиться от зуда
UAToday
2026-08-16T04:09:57Z
Почему люди часто просыпаются в 3 часа ночи: шокирующая причина
TSN
2026-08-11T21:18:06Z
Почему урчит в животе, даже когда вы не голодны: что означают эти звуки и когда это опасно
TSN
2026-08-11T11:21:47Z
Исследователи шокированы открытием: кто чаще болеет раком
Comments UA
2026-08-14T16:18:55Z
Неожиданный эликсир: как утренний напиток поддерживает сердце мужчин
MY.UA
2026-08-22T15:49:19Z
После инъекций ботокса перестала нормально говорить и глотать: в Харькове произошел опасный случай
TSN
2026-08-22T14:06:26Z
Как арбуз влияет на почки: некоторым людям не стоит увлекаться этими бахчевыми
UAToday
2026-08-13T17:12:46Z
Риск развития диабета 2-го типа можно снизить: ученые назвали неожиданный способ
TSN
2026-08-13T13:51:08Z
Как готовить кофе, чтобы он был не только вкусным, но полезным для сердца и мозга
TSN
2026-08-11T11:06:15Z
Умер "крестный отец российского шансона", родом из Украины — что произошло
GlavRed
2026-08-13T07:12:50Z
Леся Никитюк в пиджаке на голое тело засветила бюст и похвасталась фигурой через год после родов
TSN
2026-08-15T08:21:45Z
Какая на самом деле была фигура Мэрилин Монро: рост, вес и реальные размеры
Comments UA
2026-08-12T07:18:50Z
Голые платья снова в моде: как скандальный тренд добрался до 2026 года
Comments UA
2026-08-11T06:45:34Z
Умер актер из сериала «Переводчица»: Майклу Райту было 70 лет
Новости Украины
2026-08-22T17:36:38Z
Фагот впервые прокомментировал разрыв с Навроцкой, с которой 16 лет был в отношениях
TSN
2026-08-22T17:09:48Z
В 44 года внезапно умерла популярная львовская художница
GlavRed
2026-08-16T14:24:47Z
Прислала тело в мусорном мешке: мать Яниса Тиммы сделала признание о Седоковой
GlavRed
2026-08-15T19:48:53Z
Ксения Мишина сквозь слезы: как актриса преодолевает вызовы материнства
MY.UA
2026-08-15T06:41:27Z
На заводе по производству боеприпасов раздался мощный взрыв: первые подробности
TSN
2026-08-13T15:36:53Z
Россия ударила по пассажирскому поезду: удалось ли избежать трагедии
Comments UA
2026-08-13T06:42:33Z
Россия ударила баллистикой и дронами по Киевщине: что известно о последствиях
Gazeta UA
2026-08-11T07:36:10Z
34 года прошло: в Альпах нашли тела давно пропавших альпинистов
Фокус
2026-08-21T16:12:53Z
Уличные гонки унесли жизни школьниц: авто раскололось пополам
MY.UA
2026-08-23T18:36:46Z
Трагедия в Кривом Роге: директору супермаркета объявили подозрение после атаки РФ
MY.UA
2026-08-22T19:24:39Z
РФ ударила опасными ракетами по Молдове: потрясающие детали инцидента
Comments UA
2026-08-17T16:18:11Z
Рядом с пляжем в Одессе "взорвалось" море. ВИДЕО
Новости Украины
2026-08-16T19:06:28Z
Польша отправляет спецсамолет: 12 погибших, 40 раненых в ДТП автобуса в Венгрии
MY.UA
2026-08-16T13:43:06Z
ВСУ перешли в наступление и освобождают территории на ключевом направлении: Кремль поставили перед сложным выбором – ISW
TSN
2026-08-13T05:21:52Z
Синоптики забили тревогу — на Украину сует опасность: карта "красных" областей и подробный прогноз
TSN
2026-08-14T03:06:57Z
«Мы вынуждены пить собственную мочу»: бойцы 121-й бригады ТрО заявили о критической нехватке снабжения и обратились к генералу Драпатому
Comments UA
2026-08-11T09:06:09Z
Спецназ ССО выбил россиян из Андреевки-Клевцово и взял три десятка пленных. ВИДЕО
Новости Украины
2026-08-17T19:06:16Z
286 штрафов за неделю: Киев усиливает контроль за парковкой на газонах
MY.UA
2026-08-23T18:52:09Z
Тариф на вывоз мусора поднимут до 50,73 грн: сколько придется платить
Знай
2026-08-22T18:42:55Z
Гороскоп на неделю 17-23 августа для всех знаков Зодиака: новая жизнь Львов, завершение Козерогов и сюрпризы Овнов
Знай
2026-08-17T01:15:47Z
Ловушка под путепроводом: украинские дроноводы сожгли прятавшихся штурмовиков РФ. ВИДЕО
Новости Украины
2026-08-16T14:36:21Z
Фотографировала ГЭС и технику ВСУ - женщину из Харьковской области будут судить за государственную измену
Новости Украины
2026-08-15T08:09:37Z
Проверьте кошелёк: купюра 50 гривен может стоить более 100 000 грн
Знай
2026-08-17T05:27:32Z
Часть украинцев может заплатить коммуналку со скидкой 50%: кому сократят платежки
Знай
2026-08-14T17:27:48Z
Пенсионерам могут добавить до 1 038 грн: кому выплатят больше без индексации
Знай
2026-08-17T08:45:23Z
Курс валют на 16 августа: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2026-08-16T05:48:47Z
Непогода и война: пчеловоды Одесской области бьют тревогу из-за сокращения медосбора
MY.UA
2026-08-23T17:50:39Z
Цены на сою в Украине: что происходит на рынке после блокировки портов
MY.UA
2026-08-23T15:32:10Z
Распил украинского химического гиганта: как завод за миллиарды отдали за смешные копейки
Знай
2026-08-13T04:42:52Z
Налог 23% на домашний урожай: лимит 96 000 грн и новые правила для продавцов
Знай
2026-08-12T14:51:56Z
ПФУ: статус "Отменено выполнение" при оцифровке трудовой — стаж не засчитают
Знай
2026-08-11T21:36:45Z
Эти выборы изменят все: что Трамп сделает с Украиной после ноября
Comments UA
2026-08-11T13:57:54Z
Зеленский ответил на ультиматум Путина по поводу Донбасса: что заявил президент
Comments UA
2026-08-13T08:42:18Z
Страх нельзя скрыть: зачем Кремль убрал единственную антивоенную партию
Comments UA
2026-08-11T12:00:27Z
Россия этого уже не переживет: новый кризис накрыл россиян – дальше только хуже
Comments UA
2026-08-11T11:48:17Z
Не стало Сийма Калласа: Эстония потеряла экс-премьера и реформатора
MY.UA
2026-08-23T15:01:24Z
Коррупция тормозит победу: Михаил Федоров о войне с теневыми схемами
MY.UA
2026-08-23T14:14:32Z
Закрыта ли дверь НАТО для Украины: посол Британии отреагировал на слова Залужного
TSN
2026-08-11T07:30:17Z
Прогноз Зеленского о повороте в России: как в РФ меняются настроения по окончании войны
Comments UA
2026-08-11T06:57:00Z
Трампа тайно вывезли из Турции в грузовике с едой— The Washington Post
TSN
2026-08-11T06:06:46Z
Жизнь на Земле зародилась дважды: ученые шокировали новым исследованием
Знай
2026-08-15T04:30:06Z
Возле Сицилии нашли затонувший корабль, которому 2000 лет: всех удивило то, что нашли на борту
Comments UA
2026-08-13T12:57:54Z
Солнечное затмение уже сегодня: как увидеть его без очков
TSN
2026-08-12T10:51:46Z
Библия описывает инопланетян, и Ватикан об этом знает: католический переводчик раскрыл правду
TSN
2026-08-11T17:36:51Z
Миллионы антилоп и зебр преодолевают реку, полную крокодилов: прямая трансляция шокирует
MY.UA
2026-08-23T18:06:00Z
Какие 5 гаджетов Apple получат OLED-дисплеи до 2029 года
MY.UA
2026-08-23T16:18:38Z
На Марсе нашли возможные следы древнего водоема: что увидели на снимках
TSN
2026-08-17T23:27:58Z
iPhone признан худшим для ремонта смартфоном: рейтинг возглавила Motorola
Знай
2026-08-16T05:57:20Z
Жизнь на Земле могла возникнуть дважды: сенсационное исследование ученых
TSN
2026-08-14T16:48:21Z
Александр Хижняк побеждает в самом долгом бою: первый титул "Полтавского танка"
MY.UA
2026-08-23T18:21:20Z
Александр Хижняк: как украинский «Танк» завоевал первый титул на профи-ринге
MY.UA
2026-08-22T20:41:27Z
Самая красивая легкоатлетка Украины снялась в купальнике на пляже
Comments UA
2026-08-20T19:15:47Z
Магучих в третий раз подряд: украинка снова завоевала золото Евро-2026!
MY.UA
2026-08-15T21:49:17Z
Милан готовится к сложной сделке: Диаш может покинуть Манчестер Сити
MY.UA
2026-08-23T17:35:18Z
"Легкая добыча для Усика": Деревянченко оценил бой украинца против Уайлдера
Знай
2026-08-22T18:00:33Z
Нефарт и мастерство: почему "Динамо" вылетело из еврокубков 2026/27
MY.UA
2026-08-13T22:21:16Z
Усик опубликовал новые милые фото с младшей дочерью
Фокус
2026-08-13T15:51:38Z
"Наполи" хочет подписать Мудрика: клуб Серии А начал переговоры с "Челси"
Знай
2026-08-13T07:36:02Z
Как найти замену запчасти, которую производитель уже снял с производства
Знай
2026-08-15T04:39:11Z
Пробег больше не "скрутить": что изменится для водителей
Comments UA
2026-08-14T13:21:04Z
Назвали самые популярные бензиновые авто месяца
Gazeta UA
2026-08-13T06:57:08Z
4 733 решения за 18 дней: нетрезвое вождение — главная причина лишения прав
Знай
2026-08-22T05:36:37Z
В Германии назвали самые дешевые автомобили в Европе
Gazeta UA
2026-08-21T19:30:29Z
Слова "бардачок" нет в украинском языке: как правильно назвать автомобильный ящик
TSN
2026-08-21T04:36:42Z
Три причины для поверхностной проверки авто полицией: когда водитель бессилен
Знай
2026-08-21T04:06:34Z
Как жара и холод влияют на расход топлива автомобиля: цифры могут удивить
UAToday
2026-08-17T18:15:50Z
Черная жижа из выхлопной трубы и дым столбом: в России массово ломаются китайские авто. ВИДЕО
Новости Украины
2026-08-17T16:33:33Z