• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2021, 12:05
УрФУ
6
16,7 тыс

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.
УрФУ
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
19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

20 июля, 11:30
Игорь Байдов

Авторы нового исследования выяснили, что жители каменного века начали целенаправленно менять окружающую среду в южной части Норвегии задолго до появления земледелия. Приблизительно 7000 лет назад они переселили рыбу в одно из горных озер и таким образом создали новый источник пищи, а затем построили сложную систему ловушек, которая прослужила не одно столетие.

20 июля, 14:11
Татьяна Зайцева

В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

20 июля, 11:30
Игорь Байдов

Авторы нового исследования выяснили, что жители каменного века начали целенаправленно менять окружающую среду в южной части Норвегии задолго до появления земледелия. Приблизительно 7000 лет назад они переселили рыбу в одно из горных озер и таким образом создали новый источник пищи, а затем построили сложную систему ловушек, которая прослужила не одно столетие.

20 июля, 14:11
Татьяна Зайцева

В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
George M
13.12.2021
Каждый день по 10 новостей о том, что и так и эдак, и такой и сякой новый аккумулятор изобретают, а на деле...
    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.
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
    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.
    +
      Еще 1 ответ
      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.