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.
3,9 тыс
Telegram 
Дзен 
VK Предстоящие мероприятия
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
[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