Сегодня 17 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные из Китая создали принципиально новый ионный аккумулятор — он в шесть раз ёмче литиевых

Учёные из Китая сообщили о прорыве в разработке химических аккумуляторов, представив первый рабочий прототип батареи на гидрид-ионах — отрицательно заряженных ионах водорода. Литиевые аккумуляторы используют положительно заряженные ионы лития, тогда как отрицательно заряженные частицы демонстрируют гораздо более «агрессивное» поведение в электролите. «Это совершенно иные аккумуляторы», — сделали громкое заявление разработчики.

 Источник изображения: Jilin University

Источник изображения: Jilin University

Об открытии сообщила группа исследователей из Цзилиньского университета (Jilin University), Даляньского института химической физики (Dalian Institute of Chemical Physics) Китайской академии наук (CAS) и Шанхайского института перспективных исследований (Shanghai Advanced Research Institute), опубликовав соответствующую статью в журнале Nature. Представленная гидрид-ионная батарея впервые работала при комнатной температуре, что стало новшеством для гидридных материалов.

Гидрид-ионы образуются при захвате атомом водорода дополнительного электрона, что делает такие носители более энергичными и химически, а также электрически активными по сравнению с ионами лития. Это обеспечивает «принципиально иные» электрохимические процессы, демонстрируя эффективное накопление и высвобождение энергии без использования жидких электролитов, что, в свою очередь, минимизирует риски утечек и возгораний.

Интересно, что новый материал для электролита с удержанием ионов водорода был открыт в процессе поиска накопителей этого газа для систем с водородным топливом. Все разработанные ранее гидридные материалы не могли похвастаться стабильностью удержания ионов при низких (условно комнатных) температурах, проявляя свои свойства только при сильном нагреве. Учёные смогли преодолеть это ограничение, открыв нужные им свойства в таком редкоземельном элементе, как церий.

Тем самым ключевым элементом нового аккумулятора стал композитный электролит на основе гидрида церия (CeH₃), покрытого оболочкой из гидрида бария (BaH₂). Утверждается, что этот материал, синтезированный впервые и не описанный ранее в литературе, сочетает высокую гидрид-ионную проводимость при комнатной температуре с превосходной термической и электрохимической стабильностью.

Церий, как один из наиболее распространённых редкоземельных металлов (который, впрочем, пока не добывают в массовом объёме по причине дороговизны процесса), делает технологию экономически перспективной, поскольку его запасы в земной коре превышают запасы меди и свинца. Анод аккумулятора выполнен из цериево-гидридного материала, а катод — из натриево-алюминиевого гидрида (NaAlH₄), что обеспечивает совместимость компонентов и предотвращает нежелательные реакции.

Экспериментальные тесты подтвердили выдающиеся характеристики нового аккумулятора: начальная удельная ёмкость достигла 984 мА·ч/г с перспективой достичь 1200 мА·ч/г, что значительно превосходит 150–300 мА·ч/г у типичных литий-ионных батарей и 372 мА·ч/г теоретической ёмкости графитового анода. После 20 циклов зарядки-разрядки ёмкость стабилизировалась на уровне 402 мА·ч/г, а многослойная конфигурация повысила напряжение до 1,9 В, что позволило зажечь жёлтый светодиод.

Благодаря разнообразию гидридных материалов для дальнейшей оптимизации разработка гидрид-ионных аккумуляторов открывает широкие возможности для хранения и преобразования чистой энергии, включая топливные элементы и электролизёры. В отличие от литиевых батарей, подверженных образованию дендритов — металлических структур, вызывающих короткие замыкания, использование водорода как носителя заряда исключает эти риски и повышает безопасность. Несмотря на вызовы масштабирования и улучшения долговечности, эта технология может революционизировать электромобили, портативные устройства и возобновляемую энергетику, способствуя переходу к устойчивым источникам энергии.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Умер легендарный гейм-дизайнер Томонобу Итагаки — создатель Dead or Alive и отец современной Ninja Gaiden 11 ч.
OnePlus представила OxygenOS 16 в стиле iOS с расширенными ИИ-функциями и не только 11 ч.
Мультиплеерной игрой Quantic Dream оказалась условно-бесплатная MOBA — первый трейлер, геймплей и подробности Spellcasters Chronicles 12 ч.
Battlefield 6 установила новый рекорд скорости продаж для франшизы — 7 миллионов копий за три дня 13 ч.
Партнёр PayPal по блокчейну случайно выпустил стейблкоины на $300 триллионов 15 ч.
Windows 11 получит голосовое управление, будет следить за происходящим на экране и выполнять поручения пользователя 15 ч.
Приложения Facebook Messenger для Windows и macOS перестанут работать через 60 дней 15 ч.
Разработчик Heavy Rain и Detroit: Become Human впервые взялся за мультиплеерную игру, а Star Wars Eclipse всё ещё жива 15 ч.
Спрос на молодых айтишников в Великобритании рухнул на 46 % из-за ИИ — дальше будет хуже 16 ч.
Google упростила поиск фото на Android-смартфонах, но пока не для всех 16 ч.
BMW призналась, что захват Nexperia властями Нидерландов создаст проблемы с поставками комплектующих 31 мин.
Обновлённые Apple MacBook Pro получат OLED-дисплеи и чипы M6 уже в следующем году 2 ч.
Nintendo намерена до марта выпустить 25 млн игровых консолей Switch 2 4 ч.
Британцы раздумывали над уничтожением дата-центра с секретными данными, который по недосмотру достался компании, связанной с Китаем 8 ч.
Новая статья: Обзор игрового QD-Mini LED VA-монитора MSI MAG 274QPF X30MV: редкое сочетание 9 ч.
Oppo представила сверхтонкие смарт-часы Watch S с 1,46-дюймовым экраном и автономностью до 10 дней 10 ч.
Водители Uber будут обучать искусственный интеллект в перерывах между заказами 11 ч.
Загадочное свечение центра Млечного Пути может пролить свет на тайну тёмной материи 11 ч.
Qualcomm и MediaTek задумались о передаче заказов на выпуск чипов Samsung — TSMC задрала цены 13 ч.
Xiaomi продолжит оснащать флагманы тыловыми дисплеями после успеха Xiaomi 17 Pro 14 ч.