Сегодня 01 октября 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 🔥
Анджей Сапковский: упоминание ведьмачьей школы попало в «Ведьмака» по ошибке, но в CDPR «с поразительной цепкостью ухватились за идею» 2 мин.
МегаФон GCloud виртуализуется с помощью «Базиса» 42 мин.
МегаФон GCloud виртуализуется с помощью «Базиса» 43 мин.
Первый за 10 лет патч сломал Prototype и Prototype 2 в Steam, но дал фанатам надежду на ремастер 59 мин.
Маску не понравилась Wikipedia за ошибки и предвзятость, и он пообещал запустить «Грокипедию» 4 ч.
С 1 ноября клиентов гиперскейлеров вынудят покупать лицензии на VMware напрямую у Broadcom 12 ч.
Редактор видео Adobe Premier стал доступен на iOS — бесплатно 14 ч.
Грандиозный мод Fallout: London для Fallout 4 получил большое бесплатное дополнение с 30 новыми квестами и блэкджеком 14 ч.
«Недостающая подушка безопасности»: в «Google Диск» встроили ИИ-защиту от программ-вымогателей 14 ч.
OpenAI представила Sora 2 — ИИ-генератор видео с реалистичной физикой и логикой, а также возможностью встроить в ролик самого себя 14 ч.
Altera улучшила характеристики FPGA семейства Agilex 5 и приступила к их массовому производству 11 мин.
Компактный ИИ-компьютер Orange Pi AI Studio оснащён ускорителем Huawei Ascend 310 27 мин.
Российский блогер распаковал и протестировал iPad Pro на чипе M5 до официального анонса 54 мин.
Британские власти призвали срочно озаботиться вопросами ремонта и защиты подводных кабелей 2 ч.
8849 TANK 4 Pro — первый в мире защищённый смартфон с HD-проектором 3 ч.
Вчера в Афганистане полностью отключили интернет — без связи остались все 43 млн жителей 3 ч.
Arm запустит новый виток конфликта с Qualcomm, оспорив решение суда по делу Nuvia 5 ч.
Intel пообещала не сворачивать стройку заводов в Огайо, несмотря на перенос сроков 6 ч.
Тайвань не согласится производить половину своих чипов на территории США 7 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HONOR X7d: прочнее, дольше и с искусственным интеллектом 10 ч.