Сегодня 30 июля 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Стильный ролевой боевик Stupid Never Dies о самом слабом зомби в мире расскажет безумную историю любви — новый трейлер и дата выхода 17 мин.
Yandex B2B Tech выпустит универсального ИИ-агента — он сможет автоматизировать до половины бизнес-задач 37 мин.
Microsoft подтвердила подготовку «суперприложения» Copilot — оно выйдет уже в этом году 58 мин.
«Яндекс» выпустит в сентябре универсального ИИ-агента для офисных задач 60 мин.
«Мясистая» кампания, четыре стиля игры и кооператив: подробности и геймплей сюжетного шутера The Defiant в антураже японо-китайской войны 2 ч.
Эвакуационный шутер Rules of Engagement: The Grey State получит отдельный PvE-режим — разработчики показали его устройство в новом трейлере 3 ч.
Control Resonant и правда станет самой большой игрой Remedy — сиквел Control удивит продолжительностью 3 ч.
ИИ Anthropic Mythos обнаруживает уязвимости в продуктах Microsoft быстрее, чем их успевают исправлять 5 ч.
«Не совсем сиквел. Не совсем приквел»: анонсирован олдскульный квест Thimbleweed Park 2 от создателя Monkey Island 6 ч.
В OpenAI рассказали, почему новый интерфейс ChatGPT оказался запутанным, и как его изменят 8 ч.
Мобильное подразделение Samsung впервые в истории закончило квартал с убытком — виноват дефицит памяти 52 мин.
Sony захотела купить производителя объективов Tamron 53 мин.
MSI анонсировала серверы на базе AMD EPYC Venice 9006 с воздушным и жидкостным охлаждением 55 мин.
Грядёт подорожание смартфонов: Qualcomm объявила о повышении цен на все свои чипы с 1 сентября 56 мин.
AAEON представила Mini-ITX-плату MIX-Q870A1 с процессором Intel Core Ultra 200S 58 мин.
Intel впервые откроет технологии процессоров Atom стороннему стартапу — всё из-за старых связей Тана 3 ч.
Samsung: дефицит памяти сохранится не только в следующем, но и в 2028 году 3 ч.
Boeing может отправить злополучный Starliner в новый полёт ещё до конца 2026 года 3 ч.
Цукерберг пообещал ИИ-агентов для всего, но инвесторов это не впечатлило — акции Meta рухнули на 11 % после отчёта 3 ч.
Доходы Xbox продолжают падать, но облачный и ИИ-бизнес Microsoft компенсируют спад 8 ч.