• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2021
УрФУ
6
16 436

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

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
Позавчера, 18:57
Анна Новиковская

Белая акула, героиня знаменитого фильма «Челюсти», обычно не воспринимается нами как чья-то добыча. Но у берегов Южной Африки эта зловещая рыба сама становится объектом охоты еще более грозных морских плотоядных — китов-косаток. Впервые ученым удалось заснять с воздуха это волнующее зрелище, отследив поведение как охотников, так и жертвы.

Позавчера, 10:15
Сергей Васильев

Телескоп SOAR снял длинный хвост газа и пыли, образовавшийся в результате целенаправленного столкновения космического аппарата с Диморфом.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

3 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев

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.
-
1
+
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.
    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?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: