Разработка Сколтеха повысит емкость аккумуляторов в 2,5 раза
В Сколтехе изучили возможность использования полиароматических углеводородов для анодных материалов в металл-ионных аккумуляторах. Соединения на основе углерода — перспективные анодные материалы благодаря высокой емкости, низкому рабочему напряжению и высокой электронной проводимости. Исследование открывает перспективы для создания более дешевых и даже более емких анодных материалов.
Результаты работы опубликованы в Journal of Energy Storage. Основной материал, который используется сегодня в качестве анода в металл-ионных аккумуляторах, — это графит. У него есть несколько недостатков: небольшая емкость ограничивает время работы телефонов, компьютеров и другой техники, а еще он дорогой — для его производства нужно обжигать исходный материал при температуре около 3000 градусов Цельсия.
«Последние несколько лет ученые активно смотрят в сторону создания анодов из органических материалов, таких как полиароматические углеводороды. Они дешевле и даже более емкие, чем графит. В нашей новой работе мы взяли четыре полиароматических углеводорода — нафталин, антрацен, тетрацен и пентацен — и интеркалировали различные атомы — литий, натрий, кальций, магний, рубидий и калий. Все эти металлы используются в металл-ионных аккумуляторах», — рассказал первый автор работы Илья Чепкасов, старший научный сотрудник Проектного центра по энергопереходу в Сколтехе.
Полиароматические углеводороды образуются в процессах низкотемпературного горения или термического разложения органических материалов. Основной акцент в работе сделан на интеркаляции атомов щелочных и щелочноземельных металлов (литий, натрий, калий, рубидий, магний, кальций) в кристаллические структуры полиароматических соединений. Расчеты проводились методом теории функционала электронной плотности. Ученые рассмотрели различные методы коррекции ван-дер-ваальсовых взаимодействий, влияющих на точность вычислений энергии интеркаляции металла в кристаллы полиароматических углеводородов.
«Мы пришли к выводу, что емкость всех изученных кристаллов полиароматических углеводородов с металлами значительно превосходит стандартные значения для графитового электрода. Например, емкость с литием, натрием, калием и рубидием в 1,2-1,3 раза выше аналогичного показателя для графита. А при интеркаляции магния и кальция эта величина достигает еще больших значений — порядка 2,3-2,6 раз выше», — поделился результатами соавтор исследования профессор Александр Квашнин из Проектного центра по энергопереходу в Сколтехе, лауреат Научной премии Сбера в 2024 году.
Полиароматические углеводороды позволят повысить энергоемкость аккумуляторов, снизить зависимость от дефицитных элементов (например, лития), уменьшить объемные деформации электродов и обеспечить быструю реакцию заряда-разряда. Особенно перспективны в качестве анодных материалов тетрацен и пентацен. Они открывают путь к созданию более эффективных и экономичных решений для хранения электрической энергии.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно