• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2021
УрФУ
6
16 620

Разработан новый электродный материал для батареек

4.5

Российские ученые разработали органический электродный материал для калий-ионных аккумуляторов большой емкости и мощности. Он может стать экологичной и дешевой альтернативой литий-ионным аккумуляторам.

Разработан новый электродный материал для батареек / ©Getty images / Автор: Владимир Богданов

Подробное описание исследования опубликовано в Journal of Power Sources. Один из недостатков литий-ионных аккумуляторов – ограничение в скорости отдачи и накопления энергии. Это не позволяет заряжать и разряжать устройство без ущерба для его работоспособности. Кроме того, литий — исчерпаемый металл, добываемый из подземных месторождений.

Массовое использование литиевых аккумуляторов со временем приведет к дефициту лития и повышению цены на производство литий-ионных элементов. Авторы исследования создали органическое соединение, которое позволит заменить неорганические материалы для производства калий-ионных аккумуляторов.

Октагидрокситетраазапентацендион (OHTAPQ) — новый электродный материал для анода калиевых аккумуляторов с высокой удельной емкостью заряда. Он сочетает в себе высокую производительность и стабильность по количеству циклов зарядки-разрядки.

«При разработке органических материалов для аккумуляторов мы ставим перед собой две задачи. Первая — создать эффективный аккумулятор, который будет запасать много энергии и будет легким. При одинаковом количестве циклов заряда-разряда, но при большем запасе энергии заряда батареи будет хватать на большее время. Вторая — достигнуть его стабильности по количеству циклов зарядки-разрядки, в течение которых он сохранит работоспособность.

Доцент кафедры электрофизики УрФУ Иван Жидков / ©Пресс-служба УрФУ

Электрод на основе OHTAPQ продемонстрировал высокую удельную емкость и стабильную работу в течение более 1200 циклов заряда-разряда. Это позволит использовать материал в сверхбыстрых аккумуляторах для любых устройств», — говорит доцент кафедры электрофизики УрФУ Иван Жидков.

Протестировав новый материал в качестве анода, ученые пришли к выводу, что с его помощью можно достичь рекордно высоких эксплуатационных характеристик для калий-ионных аккумуляторов.

«Органические аккумуляторы обладают большим потенциалом для широкого применения. Органические материалы легче неорганических, а энергии запасают больше. Например, если облегчить аккумуляторы электромобиля, машина будет меньше весить или на тот же вес будет запасать больше электроэнергии, то есть увеличится длительность хода. То же касается телефонов и других устройств, работающих на аккумуляторах», — поясняет Иван Жидков.

Отметим, над исследованием работали ученые Института проблем химической физики РАН (Черноголовка), Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН (Екатеринбург), Центра энергетических наук и технологий Сколтеха (Москва) и Силезского технологического университета (Гливице, Польша). Проект поддержан Министерством науки и образования Российской Федерации. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Уральский федеральный университет (УрФУ) расположен в Екатеринбурге, выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ). В УрФУ обучается более 36 000 студентов по 334 образовательным программам. Основан 19 октября 1920 года.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 июля
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Вчера, 16:00
Полина Меньшова

Хотя на предпочтения в литературе влияют образование, круг общения и множество других факторов, частично они могут передаваться по наследству. Ученые из Дании провели исследование и выяснили, какая доля различий в литературных вкусах может зависеть от генетических особенностей.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

12 июля
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
George M
13.12.2021
-
0
+
Каждый день по 10 новостей о том, что и так и эдак, и такой и сякой новый аккумулятор изобретают, а на деле...
    -
    0
    +
    А вот охотно соглашусь. И не десятая и даже не сотая новость о прорыве в деле аккумов. А воз и ныне там, и на прилавке все те же до боли осточертевшие литий-ионные. А нет, теперь стали писать мантру про перерабатываемость - чтобы успокоить нежные организьмы, возмущенные загрязнением. Но на самом деле, конечно, никто ничего не перерабатывает.
-
0
+
Даже не вес аккума осн проблема, а то, как его будут утилизировать после использования. Эдак через лет 10-20 будут горы литиевых аккумов, и на тек момент не закладываются никакие облегчения для промышленной роботизированной их разборки и утилизации. Так что африканцы будут ими баловаться, на пляжах Гвинеи. Там же, где сейчас заканчивают свои дни матплаты, сисблоки, и прочая отслужившая свое электронная техника.
    Asmite Qielee
    13.12.2021
    -
    0
    +
    Буду весьма рад, если вы подскажете полный цикл производства с последующей 100% утилизацией. В такое наверное только боги умеют, на данном этапе развития человечества совершенно не критично и не является необходимым.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Конечно не критично, по уши в мусоре будем сидеть, а все, что нам смогут предложить - ну чешите на Марс и там начинайте все сначала. Уже если поднят такой хайп по прогрессивности электроперехода - то сразу нужно делать все нормально. Принципы RRR (Recycle, Reduce, Reuse) - когда были придуманы? Вы представляете себе, что вдобавок к горам шин еще и будут везде валяться горы старых аккумов? И спаситель Илон Маск будет улыбаться с плакатов...Где-то я уже такое видел, наверное, в к\ф "Бегство мистера Мак-Кинли"....
    Если ты ту пой, то это твои проблемы, но свои мысли выдавать за истинну не имеешь права. Б/у электроника перерабатывается уже давно. Золото, серебро есть в ней и попутно извлекают и остальные типа меди, олова, свинца. Так же и литийионные аккумы спокойно перерабатывается. Извлекаются соли лития и другие материалы. То же касается и аккумуляторов - будет потребность на законодательном уровне всех владельцев обязуют сдавать б/у технику и аккумуляторы либо плати за новую при покупке дороже либо штраф,если неудосужился сдать старое.А то что сейчас есть такие свалки это не отсутвие технологий переработки, а не желание некоторые предпринимателей и правительств этим заниматься.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно