Сегодня 18 июня 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 🔥
ИИ уже превосходит обычных медиков в точности определения диагноза 10 мин.
Mozilla представила дорожную карту Firefox на фоне падения аудитории, исчисляемого миллионами человек в месяц 43 мин.
Великобритания потребовала от Google повысить прозрачность поисковой выдачи 46 мин.
NVIDIA стала лидером во всех тестах MLPerf Training 6.0 6 ч.
Новая статья: Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная 8 ч.
Моддер показал геймплей Dark Souls 2 с бесшовным кооперативом — игроки в восторге 10 ч.
Assassin’s Creed Black Flag Resynced ушла на золото за три недели до релиза — ремейк «Чёрного флага» выйдет в срок 12 ч.
Возраст не помеха: спустя семь лет с релиза Devil May Cry 5 установила рекорд по продажам за год 13 ч.
Дженсен Хуанг: обществу необходимы «новые социальные нормы» в эпоху ИИ 14 ч.
Смартфоны Samsung научатся оценивать здоровье питомцев по фотографии 14 ч.
Второе поколение Apple iPhone Air весной 2027 года предложит вторую камеру и увеличит время работы от батареи 3 ч.
Тим Кук признался, что дефицит памяти вынудит Apple поднять цены на свои устройства 3 ч.
В США заработал суперкомпьютер Lynx с интерконнектом Cornelis Omni-Path CN5000 6 ч.
Dell заняла первое место среди производителей серверов благодаря рекордному количеству заказов на ИИ-системы 6 ч.
Sandisk оценила SSD Optimus GX PRO 850P ёмкостью 8 Тбайт для PS5 почти в пять раз дороже самой консоли 11 ч.
Полный комплект комплектующих и аксессуаров Asus ROG 20th Anniversary Collection Edition оценён в $16 580 в Китае 12 ч.
MSI наделила свои платы для Intel поддержкой половинчатых модулей DDR5 HUDIMM 13 ч.
Учёные разработали память, которая умеет забывать лишнюю информацию — совсем как человеческий мозг 14 ч.
Китай проследит, как ИИ отнимает и создаёт рабочие места 15 ч.
Silicon Motion будет внедрять PCIe 6.0 в SSD с оглядкой на процессоры Nvidia, а не Intel или AMD 16 ч.