Сегодня 03 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В США открыли лучшую комбинацию материалов для нового поколения аккумуляторных катодов

Будущее аккумуляторов за соединениями марганца, уверены учёные из Массачусетского технологического института, что сделает их дешевле и ёмче. Чтобы доказать это, исследователи создали катодный материал с высоким содержанием этого минерала, который в 30 раз дешевле кобальта. Но дело не только в цене. Потенциально катоды с высоким содержанием марганца обеспечат более высокую плотность запасаемой энергии и ряд других преимуществ.

 Источник изображения: MIT

Источник изображения: MIT

В своей работе над более совершенными электродами аккумуляторов исследователи изучали так называемые материалы с разупорядоченной структурой каменной соли (disordered rock salt, DRX). Это не та каменная соль, которая называется ещё поваренной. Как правило, DRX — это оксиды, например, оксид лития, но не обязательно. Учёные уже подтвердили необычно высокий потенциал DRX-материалов для изготовления анодов и катодов аккумуляторов. Но у них обнаружился существенный недостаток — низкий уровень циклирования. Они быстро истощались — приходили в негодность как накопители и проводники ионов.

«В катодных материалах обычно существует компромисс между плотностью энергии и стабильностью циклирования ... и в этой работе мы стремимся выйти за рамки, разработав новую химию катодов, — поясняют изобретатели. — (Представленное) семейство материалов обладает высокой плотностью энергии и хорошей стабильностью при циклировании, поскольку в нём используются два основных типа катодных материалов — каменная соль и полианионный оливин, поэтому оно обладает преимуществами обоих».

Иными словами, учёные подобрали такое соотношение DRX и полианионов (это большой спектр соединений с избытком отрицательно заряженных групп), при котором сохранялась бы высокая плотность энергии и возможность множественного перезаряда. Некоторой проблемой стала высокая подвижность кислорода в катоде при заряде аккумуляторов высоким напряжением — ещё одна изюминка новых аккумуляторов, однако она была решена введением связывающего кислород вещества — фосфора.

В идеальном случае электроды на основе DRX-материалов могут обеспечить до 350 мА·ч/г, тогда как традиционные катоды обеспечивают плотность хранения энергии не выше 200 мА·ч/г. Добавка полианионов обеспечит им стабильность множества циклов заряда и разряда, а использование марганца вместо никеля и, особенно, кобальта, сделает производство аккумуляторов дешевле. Но всё это в будущем. Еще предстоит много исследовательской работы, чтобы коммерческое производство электродов из DRX-материалов стало реальностью.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
iPhone в России теперь продаются с пометкой о недостатке из-за отсутствия RuStore 28 мин.
Ложная тревога: CD Projekt Red объяснила, что скрывалось за новым тизером по Cyberpunk 2077 10 ч.
VMware с осторожностью подходит к масштабной поддержке архитектуры Arm 12 ч.
«Мечта, ставшая реальностью»: Activision и Paramount превратят Call of Duty в незабываемый фильм для старых и новых фанатов 12 ч.
Хакеры атаковали Jaguar Land Rover — производство автомобилей остановлено 13 ч.
Не Hollow Knight: Silksong единой — Microsoft рассказала о первых новинках Game Pass в сентябре 14 ч.
Квантовые компьютеры ещё не готовы, но в ПО для них уже инвестируют миллионы 14 ч.
Слухи: Ubisoft начала строить планы на Rayman 4, а Beyond Good and Evil 2 выйдет до конца 2027 года 15 ч.
Спустя почти год Capcom удалила Denuvo из Dead Rising Deluxe Remaster, но заменила её другой DRM 16 ч.
Не хочешь — заставим: правительство само определит категории объектов КИИ 17 ч.