Сегодня 28 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 🔥
Поиск в Google Play начнёт понимать речь на русском и ещё двух десятках языков 9 мин.
Perplexity Personal Computer научился превращать ПК на Windows в автономного ИИ-агента 20 мин.
Полагаться лишь на один ИИ во всём опасно для бизнеса, предупредил глава Microsoft 43 мин.
Meta проигнорировала собственное исследование о вреде соцсетей для подростков, выяснили в суде 51 мин.
Разработчики ИИ стали закупать бумажные книги для обучения моделей — а после эти книги уничтожаются 54 мин.
Хоррор-шутер с кооперативом на восьмерых No More Room in Hell 2 скоро вырвется из раннего доступа Steam — дата выхода и новый трейлер 2 ч.
PS4 научились взламывать через встроенный браузер — работает на прошивках вплоть до 11.02 3 ч.
Microsoft всячески пытается увернуться от выплаты £270 млн за запрет на перепродажу «ненужных» лицензий 3 ч.
Moonshot AI опубликовала веса нашумевшей Kimi-K3 — она почти не уступает лидерам рынка, но намного проще в работе 4 ч.
ОС «Альт» получили поддержку отечественных процессоров «Иртыш» на архитектуре LoongArch 4 ч.
SK hynix запустит массовый выпуск энергоэффективной памяти LPDDR6 во второй половине года 7 мин.
«Яндекс» выпустил на улицы Москвы новую модель роботакси 13 мин.
Распродажа полупроводниковых акций углубилась на фоне успехов Китая и страха перед ИИ-пузырём 13 мин.
«Купили, попробовали, а потом оно оказалось в ящике»: Logitech отказалась от выпуска портативных приставок после провала G Cloud 16 мин.
Apple запустила подписку на iPhone и другие устройства — можно платить помесячно и менять гаджеты на новые 21 мин.
ИИ оставил ПК без памяти: производители готовятся к усугублению дефицита в 2027 году 48 мин.
ИИ оказался важнее экологии: Meta покинул климатическую инициативу RE100 из-за роста закупок газа 3 ч.
Samsung начала переход на кремний-углеродные батареи — вслед за Fold они появятся и в других Galaxy 4 ч.
NAVER, NVIDIA и Brookfield расширят в Южной Корее национальную ИИ-фабрику до 200 МВт 4 ч.
Baidu и Lyft начали тестировать роботакси на улицах Лондона 4 ч.