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
Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Ближайшие родственники человека — шимпанзе и бонобо — выстраивают дружественные связи по тем же принципам, что и люди, согласно теории социальных кругов. Исследователи впервые показали, что эта закономерность возникла задолго до появления человека.
Брачная стратегия пернатых напрямую определяет их потребность в сексуальной разрядке. Британские биологи проанализировали поведение 120 видов птиц и выяснили, что животные без постоянного партнера прибегают к самоудовлетворению значительно чаще тех, кто образует крепкие пары. Исследование показало, что привычка тереться о ветки служит естественным эволюционным механизмом для сброса гормонального напряжения, а не патологическим следствием жизни в клетке: в дикой природе этот процесс происходит даже активнее, чем в зоопарках.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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
Twitter
Google
Яндекс ID
Авторизуясь, вы даете согласие на обработку персональных данных и подтверждаете ознакомление с Политикой.
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