Сегодня 26 ноября 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 🔥
Американский регулятор рассекретил планы Sony на версию Death Stranding 2: On the Beach для ПК 20 мин.
Учёные обнаружили, что у ИИ пока имеются проблемы с пониманием каламбуров и юмора 5 ч.
Инженеры проиграли ИИ: модель Claude Opus 4.5 справилась с заданием Anthropic лучше любого из людей 9 ч.
Голосовой режим ChatGPT встроили в чат — он стал естественнее и его можно перебивать 10 ч.
Black Forest Labs представила ИИ-генератор изображений FLUX.2 с оптимизацией для видеокарт GeForce RTX 10 ч.
«Блокнот» в Windows 11 получил поддержку таблиц и больше ИИ-возможностей 12 ч.
Мультиплеерный экшен Spellcasters Chronicles от создателей Heavy Rain и Detroit: Become Human готовится к «бете», но только для избранных 12 ч.
Тиранид-прайм, новая операция и Кровавые Ангелы: для Warhammer 40,000: Space Marine 2 вышло крупное обновление «Утилизация» 14 ч.
Хакеры научились проникать на ПК через поддельный экран «Центра обновления Windows» 14 ч.
Появились первые намёки, во что превратятся Android и ChromeOS после слияния 15 ч.
Google плетёт сети в Индийском океане: подводный интернет-кабель TalayLink свяжет Австралию и Таиланд 15 мин.
Дженсен Хуанг заявил, что чипы Nvidia на поколение опережают всю отрасль, включая ускорители Google 2 ч.
HP Inc не оправдала ожиданий по прогнозу на прибыль и вынуждена объявить о сокращении персонала 3 ч.
Планы Meta использовать ИИ-ускорители Google TPU ударили по акциям NVIDIA 9 ч.
Новая статья: Обзор маршрутизатора Netcraze Ultra (NC-1812): новое имя, новый Wi-Fi 10 ч.
Samsung начала массовое производство 3-Гбайт чипов GDDR7 со скоростью 28 Гбит/с, и готовит более быстрые варианты 13 ч.
Huawei представила гибридный планшет MatePad Edge — 14,2" OLED, ПК-процессор и батарея на 12 900 мА·ч от $845 14 ч.
Финляндия создаст крупнейший в мире тепловой аккумулятор из целой горы песка 15 ч.
Японский конкурент TSMC начнёт строительство 1,4-нм фабрики чипов в 2027 году 15 ч.
Framework перестала продавать модули памяти из-за перекупщиков и предупредила о повышении цен 16 ч.