Сегодня 07 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 🔥
Microsoft изменила структуру отчётности и теперь будет сообщать данные об облаке Azure, на которое приходится уже треть выручки 16 ч.
Авторы Cloudpunk раскрыли точную дату выхода атмосферного киберпанк-симулятора жизни Nivalis Night 18 ч.
ИИ-агенты потребляют в пять раз больше токенов, чем люди, и это даёт преимущество дешёвым китайским моделям 06-09 08:47
Новая статья: WheelMates — без ветерка. Рецензия 06-09 00:08
Боевик Samson от создателя Just Cause выйдет на консолях до конца сентября после провального релиза на ПК 05-09 22:08
Амбициозная вампирская ролевая игра The Blood of Dawnwalker от ветеранов CD Projekt Red уже стала хитом продаж — миллион копий за два дня 05-09 19:42
Вместо кешбэка и бесплатного Wi-Fi: в Китае начали повсюду раздавать ИИ-токены 05-09 17:20
Суд разрешил конкуренту X использовать слово твит и логотип птицы, но запретил имя Twitter 05-09 14:01
Windows 11 будет сообщать приложениям возраст пользователя 05-09 13:38
В поглощении Hugging Face компанией Nvidia оказалось много символизма — возможно, неслучайного 05-09 13:24
На пять сингапурских операторов ЦОД приходится 98 % инвестиций в ЦОД Юго-Восточной Азии 8 мин.
Наращивание поставок Nvidia Rubin позволит 3-нм техпроцессу TSMC стать самым массовым в денежном выражении уже в этом полугодии 2 ч.
Новая статья: Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем мини-ПК для работы и развлечений в эпоху дефицита чипов памяти 9 ч.
CD переживают второе рождение — продажи компакт-дисков в США взлетели почти на 46 % 19 ч.
У Европы появилась своя частная ракета — Isar Aerospace со второй попытки вывела Spectrum на орбиту 19 ч.
В Китае разработан четвероногий робот-поводырь для незрячих людей 06-09 08:21
Xiaomi настолько уверена в своей тяговой батарее, что готова менять сгоревший из-за неё автомобиль на новый 06-09 07:43
Выручка Foxconn на крыльях ИИ-бума в августе выросла на 52 %, и это только начало, как считают в компании 06-09 07:04
AMD анонсировала рабочую станцию Threadripper Halo Station с Instinct MI350P для ИИ-задач 05-09 16:36
ASUS анонсировала ИИ-серверы на чипах Intel Xeon 6 и AMD EPYC 9006 05-09 16:28