Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.
Как кремний меняет аккумуляторы электромобилей: наглядная инфографика
Электромобили в значительной степени опираются на литий-ионные батареи, и материалы, из которых они состоят, стремительно меняются. На протяжении многих лет аноды — отрицательные электроды, накапливающие литий во время зарядки, — почти полностью изготавливались из графита.
Однако сегодня кремний становится мощной альтернативой. Эта инфографика показывает, как, по прогнозам, будет расти доля анодов с содержанием кремния в аккумуляторах электромобилей вплоть до 2035 года.
Данные для визуализации предоставлены компанией Benchmark Mineral Intelligence. Они отражают совокупные поставки анодных материалов, выраженные в гигаватт-часах (ГВт·ч) емкости батарей — то есть объем использования аккумуляторов, который может быть обеспечен каждым типом материала.
На сегодняшний день графит остается основой анодов литий-ионных батарей. В 2022 году один только синтетический графит обеспечивал около 76% мировых мощностей анодов, тогда как на природный графит приходилось еще 18,6%. Такое доминирование объясняется стабильностью графита, его сравнительно низкой стоимостью и хорошо налаженными цепочками поставок. За десятилетия производители довели технологии графитовых батарей до совершенства, сделав их надежной базой для массового производства электромобилей.
Тем не менее у графита есть существенное ограничение: он способен накапливать относительно небольшое количество лития по сравнению с новыми материалами.
Теоретически кремний способен удерживать примерно в десять раз больше лития, чем графит. Благодаря этому батареи с кремнийсодержащими анодами могут запасать больше энергии в том же объеме.
На практике это означает значительное увеличение запаса хода электромобилей без увеличения размера батареи. Например, если ранее электромобиль мог проехать 480 километров на одном заряде, то с таким же по размеру и массе аккумулятором он сможет преодолеть 640 километров — а в перспективе и до 800 километров. Поскольку кремний сильно расширяется при циклах зарядки, инженеры разрабатывают гибридные решения: композиты графита и кремния, а также специально модифицированные кремниевые материалы, которые сочетают высокую емкость со структурной устойчивостью.
Прогнозы показывают, что в ближайшее десятилетие кремний будет постепенно укреплять свои позиции. Доля композитных анодов графит–кремний может вырасти с 5% емкости батарей в 2022 году до 17,5% к 2035-му. В то же время полностью инженерные кремниевые аноды, практически отсутствующие сегодня, могут занять около 3% рынка. В сумме это означает, что доля кремнийсодержащих решений способна приблизиться к 20% к середине следующего десятилетия.
4,0 тыс
Telegram 
Дзен 
VK
Предстоящие мероприятия
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Житель Северной Ютландии случайно обнаружил крупнейший в истории страны тайник с серебром эпохи викингов, расчищая участок под строительство террасы. В распоряжении археологов оказалось приблизительно 700 ценных артефактов и монет X века, общий вес которых составил рекордные 18,5 килограмма.
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.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
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.
[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Комментарий на проверке
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
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.
ПонятноЛучшие материалы
Войти
Вконтакте
По e-mail
Google
Яндекс ID
Ваша заявка получена
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии