Сегодня 29 сентября 2026
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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Календарь релизов — 28 сентября – 4 октября: The Witcher 3 Remastered и Ace Combat 8 7 ч.
Красочный ритм-платформер Suri: The Seventh Note получил дату релиза — игра выйдет до конца октября 7 ч.
«Впиши своё имя в историю легендарной серии»: Acer проведёт первый в России любительский турнир Predator League Open Cup по Valorant 8 ч.
Anthropic представила Claude Sonnet 5.5 — почти как Opus, но вдвое дешевле 8 ч.
Паранормальный симулятор библиотекаря Something is Wrong with the Library отправит игроков сортировать книги и избавляться от нечисти 9 ч.
Культурный мегапроект соавтора Disco Elysium скоро выйдет из тени — объявлена дата анонса амбициозной ролевой игры Red Rooster 11 ч.
CD Projekt Red раскрыла полный список улучшений и окончательные системные требования The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 12 ч.
Minecraft получит первое за 15 лет новое измерение — продажи игры превысили 425 миллионов копий 13 ч.
ИИ-агентов научат соблюдать «границы»: Nvidia представила платформу Open Agent Safety 14 ч.
«Давненько я так сильно не ждал игру»: релизный трейлер Ace Combat 8: Wings of Theve разгорячил фанатов перед скорым взлётом 14 ч.
Volkswagen позволит превратить смартфоны пассажиров в игровые контроллеры 2 ч.
Anthropic получит доступ к ИИ-инфраструктуре Akamai в рамках сделки на $11,6 млрд 4 ч.
29-граммовая мышь для геймеров: Pulsar выпустила X2F CrazyLight под пальцевый хват и с передовой начинкой 7 ч.
Google пообещала обновить «многие» хромбуки до Googlebook OS — а остальным пообещала поддержку до 2034 года 7 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Samsung Galaxy S26 FE: неисправимый консерватор 7 ч.
Thermal Grizzly и Noctua выпустили монитор питания видеокарт WireView Pro II с очень тихим вентилятором 8 ч.
Представлены смарт-часы Honor Watch 6 Pro, которые умеют звать на помощь при исчезновении пульса 10 ч.
«Культурный ренессанс»: Bose представила проводные наушники с шумоподавлением за $99 11 ч.
Хуанг уверен в дальнейшем росте Nvidia: компания расширила выкуп акций на рекордные $150 млрд 12 ч.
Мини-ПК за $7399: представлена рабочая станция Minisforum на Ryzen AI Max+ Pro 495 с 192 Гбайт памяти и SSD на 2 Тбайт 12 ч.