Сегодня 31 марта 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → экологичный

Учёные сделали литийметаллические аккумуляторы дружелюбнее к окружающей среде без ухудшения характеристик

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) придумали способ радикально сократить вредное воздействие на природу и человека фтора, который в избытке вносится в жидкие электролиты литийметаллических аккумуляторов. Фтор стабилизирует параметры аккумуляторов и делает их безопаснее, но сохранить здоровье он не поможет. Разработка заметно снизит использование фтора в электролитах и приблизит выход ёмких батарей на рынок.

 Источник изображений: ETH Zurich

Источник изображений: ETH Zurich

Фторированные соединения в электролите способствуют образованию защитного слоя вокруг металлического лития на отрицательном электроде аккумулятора (аноде). «Этот защитный слой можно сравнить с эмалью зуба, — пояснила Мария Лукацкая (Maria Lukatskaya), профессор электрохимических энергетических систем в ETH Zurich. — Это защищает металлический литий от продолжительной реакции с компонентами электролита». Без этого электролит быстро истощился бы в процессе циклов заряда и разряда, а элемент вышел бы из строя. Что хуже всего, отсутствие защитного слоя привело бы в процессе заряда к образованию металлических нитевидных наростов на аноде (дендритов), которые печально известны своей особенностью создавать короткие замыкания в аккумуляторах и приводить к пожарам.

«Вопрос заключался в том, как уменьшить количество добавляемого фтора без ущерба для стабильности защитного слоя», — объясняют учёные. Новый метод группы Лукацкой использует электростатическое притяжение для достижения желаемой цели. Учёные подобрали такие заряженные молекулы-носители, которые стали своего рода переносчиками молекул фтора, доставляя их прямо к аноду. Это привело к тому, что в жидком электролите теперь может быть по весу всего 0,1 % фтора, а это как минимум в 20 раз ниже, чем в предыдущих исследованиях.

 Подвижность заменила насыщенность

Подвижность заменила насыщенность

Преимуществом предложенного метода является то, что для его внедрения в производство не требуется никаких существенных изменений. Меняется только формула электролита. Учёные испытали своё решение на аккумуляторах формфактора «монетка» и готовятся создать прототип аккумулятора формфактора «мешочек», которые знакомы нам, например, по смартфонам. Сделать такие батареи безопаснее для эксплуатации и утилизации — это шаг в правильном направлении.

Представлен экологичный аккумулятор без лития и с анодом растительного происхождения

Шведский разработчик натрий-ионных батарей Altris предложил способ сделать безлитиевые батареи ещё более экологичными. В партнёрстве с Stora Enso разработана технология использования углерода, полученного из древесной целлюлозы, в качестве сырья для изготовления анодов. По утверждению разработчиков, созданный ими материал Lignode потенциально может стать самым экологичным сырьём для изготовления анодов в мире.

 Источник изображений: Stora Enso

Источник изображений: Stora Enso

Лигнин, побочный продукт производства древесной массы, давно исследуется на предмет возможного использования в качестве более экологичного электродного материала. Финская компания по производству возобновляемых материалов Stora Enso в 2022 году начала поставки своего запатентованного материала Lignode шведскому производителю аккумуляторов Northvolt для использования в анодах литийионных аккумуляторов. Stora Enso описывает Lignode как твёрдый углеродный материал, получаемый в процессе очистки лигнина.

Натрий-ионные батареи устраняют потребность в редких минералах, таких как литий, кобальт и никель, используя значительно более распространённый натрий. Заменяя графит, обычно используемый в конструкции анодов, на Lignode, полученный из натуральных побочных продуктов, Altris и Stora Enso могут ещё больше снизить зависимость от китайского импорта, источника более 90 процентов графита в ЕС. Кроме того, аноды Lignode, по утверждению Stora Enso, обеспечивают более высокую скорость зарядки и разрядки.

Stora Enso владеет и арендует более 2 миллионов гектаров лесных земель. Компания перерабатывает древесную массу на своём заводе в Котке, Финляндия, уже более 80 лет, а с 2015 года извлекает лигнин в промышленных масштабах. В 2021 году она начала пилотное производство Lignode и сейчас работает над расширением производства до коммерческих масштабов. Поскольку от 20 до 30 процентов получаемого из древесины сырья представляет лигнин, это делает его широко доступным и легко возобновляемым ресурсом за счёт методов устойчивого лесопользования.

«Материалы на биологической основе являются ключом к повышению устойчивости аккумуляторных элементов, — заявил старший вице-президент Stora Enso Юусо Конттинен (Juuso Konttinen). — Поскольку Lignode потенциально может стать самым экологичным анодным материалом в мире, это партнёрство с Altris идеально согласуется с нашим общим обязательством поддерживать стремление к более устойчивой электрификации».

Новые аккумуляторные батареи Altris на сегодняшний день претендуют на звание самых экологичных в мире. Катоды новых батарей изготавливаются на основе «прусских белил» (PW), которые считаются одним из наиболее перспективных катодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов из-за больших каналов диффузии ионов, низкой деформации решётки, простоты изготовления, нетоксичности и низкой стоимости.

Altris пока не начала коммерческое производство новых аккумуляторов. В прошлом году компания продемонстрировала аккумулятор коммерческого размера с плотностью энергии 160 Вт·ч/кг, что соответствует литий-железо-фосфатным батареям (LFP), используемым в современных электромобилях. Компания планировала довести плотность энергии до 200 Вт·ч/кг. Ячейка была разработана в рамках исследовательского сотрудничества с Northvolt.

Intel запустила «Зелёный ПК» — систему оценки экологичности компьютеров

После февральской презентации компанией Intel и её партнёрами в Пекине концепции экологически чистого ПК (Green PC), пригодного для вторичной переработки на 90 %, крупные производители совместно выпустили набор стандартов классификации «зелёных» ПК. В стандарт включены пять основных критериев оценки, на каждый из которых влияют 15 показателей первого уровня и 27 показателей второго уровня. Эта система классификации сначала будет запущена в Китае, а позже, возможно, появится и в США.

В число пяти основных критериев для получения звания Green PC вошли «Разработка» (Design Definition), «Доставка» (Production Delivery), «Использование и обслуживание» (Use & Maintenance), «Вторичная переработка» (Recyclability) и неназванный бонусный критерий. Устройства, в сумме набравшие менее 60 баллов, не будут классифицированы как Green PC, 61–74 балла соответствуют Green PC Bronze, 75–89 баллов — Green PC Silver, а 90+ баллов — Green PC Gold.

Одновременно с представлением системы классификации, Intel анонсировала несколько будущих «зелёных» ПК производства Asus, Dell, HP, Lenovo, H3C, Panlong и Tongfang:

  • Tongfang Chaoyue A7000 — универсальный ПК на базе мобильных процессоров Intel Core Ultra;
  • Panlong Tenglong — компактный настольный компьютер с будущим процессором Core i5 15-го поколения;
  • H3C Desk X500s G2 — компактный ПК с процессором Intel Core i9 14-го поколения;
  • Asus D700MER — стандартный настольный компьютер с процессором Intel Core i5-14400;
  • Dell OptiPlex 7020 — стандартный настольный компьютер с процессором Intel Core i5-14500;
  • HP Pro SFF 280 G9 — компактный ПК с процессором Intel Core i5-12400;
  • Lenovo ThinkCentre M70a Gen5 — моноблок с процессором Intel Core i7-13700.

В целом новая система оценок выглядит многообещающе, хотя пока неясно, насколько успешной окажется эта линейка «зелёных ПК». Также неясно, когда подобная система оценок станет стандартом в США и ЕС.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Amazon представила ИИ-агента Nova Act, который заменит человека в интернет-серфинге 2 ч.
Слухи: четыре известные корейские компании устроили борьбу за право создавать новые игры по StarCraft 2 ч.
Голливудские студии перенаправили монетизацию фейковых трейлеров на YouTube себе в карман 3 ч.
Франция оштрафовала Apple на €150 млн за ограничение таргетинга в iOS 3 ч.
«Самое брутальное зрелище в галактике»: новый геймплейный трейлер подтвердил дату выхода безжалостного боевика Kiborg от российских разработчиков 4 ч.
«Вы объединяете мир»: в Death Stranding сыграло более 20 миллионов человек 5 ч.
«Яндекс» выпустил открытую ИИ-модель YandexGPT 5 Lite: её можно запускать на обычной рабочей станции 6 ч.
«Яндекс» выпустила ИИ-модель YandexGPT 5 Lite — она поможет ускорить IT-разработку и исследования 7 ч.
Split Fiction установила три мировых рекорда и попала в «Книгу рекордов Гиннесса» 7 ч.
Monster Hunter Wilds продолжает бить рекорды Capcom — продажи игры за месяц достигли 10 миллионов копий 8 ч.
На рынке комплектующих для игровых ПК появился новый крупный игрок — HP расширила ассортимент геймерского бренда Omen 2 ч.
Acer представила 240-Гц игровые QD-OLED-мониторы Predator X27U X1 и Predator X32 X2 по цене от $600 2 ч.
Meta подписала соглашение с Sembcorp о поставке энергии плавучих солнечных генераторов в Сингапуре 2 ч.
Возврат к корням: Vantage Towers разместила базовые станции на деревянных столбах 3 ч.
Arm собралась руками Nvidia захватить половину рынка процессоров для дата-центров 4 ч.
Доступная раскладушка Samsung Galaxy Z Flip 7 FE будет выглядеть точно как прошлогодний Z Flip 6 5 ч.
На заводе «ЦТС» в Калининградской области начали выпускать серверные платы 6 ч.
Qualcomm представит 2 апреля новый процессор для бюджетных флагманов — преемника Snapdragon 8s Gen 3 6 ч.
Zeekr анонсировала зарядные станции с рекордной мощностью в 1,2 МВт, но подходящих электромобилей пока не существует 7 ч.
Oppo раскрыла дизайн смартфонов серии Oppo Find X8 в преддверии анонса 7 ч.