Сегодня 01 июня 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 🔥
На долю взлома аккаунтов на «Госуслугах» приходится 90 % от общего числа преступлений с неправомерным доступом к данным 11 ч.
Новая статья: RoadCraft — восстановление разрушенного. Рецензия 18 ч.
Новая статья: Gamesblender № 728: SteamOS против Windows, анонсы Warhammer Skulls и вторая жизнь WRC 19 ч.
В Twitch появятся перемотка, вертикальные трансляции и не только 31-05 15:25
Суд склоняется к мягким мерам по устранению монополии Google в онлайн-поиске, но окончательное решение придётся подождать 31-05 13:35
Google запустила ИИ-генератор видео Veo 3 для мобильных устройств на Android и iOS 31-05 08:11
Microsoft добавила в «Блокнот» возможности форматирования текста почти как в Word 31-05 07:06
OpenAI хочет, чтобы ChatGPT стал личным секретарём для каждого 31-05 07:03
Новая статья: The Slormancer — Diablo без заморочек. Рецензия 31-05 00:01
Моддер уже добавил в Elden Ring Nightreign режим для двух игроков, о котором забыли разработчики 30-05 23:05
Трамп отозвал кандидатуру Джареда Айзекмана на пост главы NASA — в этом замешан Илон Маск 41 мин.
США готовят полный запрет продаж коммерческих дронов DJI и других китайских производителей 43 мин.
SpaceX вывела на орбиту очередную партию спутников Starlink и снова посадила первую ступень носителя 11 ч.
Intel и SoftBank намерены разработать более экономичную альтернативу памяти HBM 11 ч.
Петабайтные E2 SSD готовы со временем потеснить HDD в ЦОД 16 ч.
Тонкий Galaxy S25 Edge показал удивительную прочность в тесте на изгиб и других испытаниях 17 ч.
Intel представила EMIB-T — технологию упаковки многокристальных чипов с поддержкой HBM4 и UCIe 17 ч.
Sharp представила прочный флагманский смартфон Aquos R10 с 240-Гц экраном и более доступный Wish 5 24 ч.
Hugging Face выпустила человекоподобного робота HopeJR всего за $3000 31-05 17:38
Игровые видеокарты спасли Nvidia от обрушения акций — продажи GeForce оказались рекордными в прошлом квартале 31-05 16:38