Сегодня 05 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → кальций

Разработан аккумулятор на основе кальция, способный выдержать рекордные 500 циклов перезарядки

Исследовательская группа Университета Тохоку разработала прототип металло-кальциевой (Ca) аккумуляторной батареи, способной выдержать 500 циклов заряда-разряда — это является эталонным показателем для практического использования. О прорыве было сообщено в журнале Advanced Science 19 мая 2023 года.

 Источник изображения: pixabay

Источник изображения: pixabay

В связи с ростом использования электромобилей и крупномасштабных систем хранения энергии необходимость изучения альтернатив литийионным батареям как никогда высока. Одной из таких замен являются металлические батареи на основе кальция. Являясь пятым по распространённости элементом в земной коре, кальций широко доступен и недорог, а также имеет более высокий потенциал плотности энергии, чем литий. Также считается, что его свойства помогают ускорить перенос ионов и диффузию в электролитах и катодных материалах, что даёт ему преимущество перед другими альтернативами литийионным батареям, такими как магний и цинк.

Однако на пути коммерческой эксплуатации металло-кальциевых батарей остаётся много препятствий. Отсутствие эффективного электролита и катодных материалов с удовлетворительными условиями хранения элемента оказались основными камнями преткновения. Ещё в 2021 году члены нынешней исследовательской группы нашли решение первой проблемы, создав новый бесфторный электролит на основе кластера водорода (монокарборана). Электролит продемонстрировал заметно улучшенные электрохимические характеристики, такие как высокая проводимость и высокая электрохимическая стабильность.

 Источник изображения: Kazuaki Kisu

Источник изображения: Kazuaki Kisu

«В рамках нашего текущего исследования мы протестировали длительную работу металлической батареи на основе кальция с катодом из наночастиц сульфида меди (CuS) и углеродного композита с электролитом на основе гидрида» — рассказал Казуаки Кису (Kazuaki Kisu), доцент Института исследования материалов (IMR) Университета Тохоку. Являясь природным минералом, CuS обладает благоприятными электрохимическими свойствами. Его слоистая структура позволяет ему хранить различные катионы, включая литий, натрий и магний. Его теоретическая ёмкость составляет 560 мА·ч на грамм — это в два-три раза больше, чем у существующих катодных материалов для литийионных батарей.

Благодаря наночастицам и композиту с углеродными материалами Кису и его коллегам удалось создать катод, способный накапливать большое количество ионов кальция. При использовании электролита гидридного типа они создали батарею с очень стабильными показателями циклической работы. Прототип батареи сохранит 92 % ёмкости после 500 циклов.

Группа уверена, что их открытие поможет продвинуть исследования в области катодных материалов для батарей на основе кальция.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Не очень хорошо, но очень интересно»: критики вынесли вердикт экшен-хоррору Slitterhead от создателя Silent Hill 8 ч.
«У нас всего один шанс»: Ubisoft объяснила, почему перенос Assassin's Creed Shadows был необходим 10 ч.
Игрок обнаружил в ремейке Silent Hill 2 секретное послание — разработчики боялись, что загадка будет слишком сложной 11 ч.
Baldur’s Gate 3, Stellar Blade, Star Wars Outlaws и многие другие: поддержку PS5 Pro на запуске получат более 50 игр 12 ч.
Евросоюз проверит iPadOS на соответствие требованием антимонопольного законодательства 13 ч.
Windows 11 закрепилась как самая популярная ОС в Steam 15 ч.
«Смута» получила «знаковое» обновление 2.0.0 и крупнейшую скидку с релиза, а на iOS и Android вышла визуальная новелла «Смута: Зов сердца» 18 ч.
iOS 18.2 выйдет раньше — интеграция с ChatGPT и ИИ-генератор эмодзи Genmoji появятся на iPhone уже 2 декабря 19 ч.
Энтузиаст запустил классическую Doom на умном будильнике Alarmo от Nintendo 19 ч.
Project Borealis: Prologue обзавелась страницей в Steam — новые скриншоты демоверсии фанатской Half-Life 3 на Unreal Engine 5 20 ч.