Сегодня 26 сентября 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 🔥
Энтузиаст создал эмулятор первой PlayStation для Telegram — работает на «любых современных» смартфонах 2 ч.
Meta захотела улучшить свои приложения с помощью ИИ-технологий конкурирующей Google 3 ч.
В Twitch наконец-то появилась перемотка трансляций, но доступная она не всем 4 ч.
Google грозит огромный штраф по новому антимонопольному закону ЕС, но шансы отвертеться есть 4 ч.
Gemini теперь сможет объяснить, почему формула в «Google Таблицах» не работает или работает неправильно 4 ч.
Боузер прощается с Грибным королевством: президент Nintendo of America уйдёт в отставку, чтобы освободить место «руководству нового поколения» 5 ч.
OpenAI анонсировала ChatGPT Pulse — ИИ-агента, который следит за пользователем постоянно 5 ч.
Трамп одобрил сделку по американскому TikTok — сервис оценили всего в $14 млрд, но это не точно 16 ч.
Starbreeze извинилась за вероломное повышение цены сборника Infamous Collection с DLC для Payday 2 и отменила подорожание 18 ч.
Кроссплатформенная поддержка модов для The Witcher 3: Wild Hunt не выйдет в 2025 году — CD Projekt Red отложила горячо ожидаемое обновление 20 ч.
Представлен быстрый роутер Xiaomi BE10000 Pro с Wi-Fi 7, функцией NAS и минималистичным дизайном за $240 7 мин.
Xiaomi представила компактную портативную колонку Portable Bluetooth Speaker с элегантным дизайном 10 мин.
Лишь около 10 % российских компаний использует серверы с отечественными процессорами 2 ч.
Китай сделал шаг к солнечным панелям с напряжением 2000 В — это поможет снизить потери при передаче энергии 2 ч.
Руководить производством чипов TSMC в США поручено ветерану отрасли с опытом освоения 4-нм техпроцесса 2 ч.
Dreame показала второй электромобиль — он очень похож на Rolls-Royce Cullinan и сможет оснащаться ДВС 2 ч.
Alibaba Cloud запустит восемь новых ЦОД в Европе, Азии и Северной Америке 3 ч.
Google добавила в Pixel Buds Pro 2 управление кивками головы и адаптивный звук 3 ч.
Роботы Unitree заменят людей на сборке смартфонов через несколько лет 3 ч.
Китайская YMTC запустила массовый выпуск 267-слойной 3D NAND — отставание от Samsung и SK hynix сокращается 3 ч.