Инновационные морозостойкие аккумуляторы от российских ученых

Инновационные морозостойкие аккумуляторы от российских ученых

«ПРОСВЕТ.ПРЕСС» 14 декабря. Большой коллектив из Московского института электронной техники, института электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Института физической химии и МГУ им. М.В. Ломоносова нашли эффективный способ сделать традиционные литий-ионные батареи устойчивыми к очень низким температурам.

Новые аккумуляторы могут использоваться в самых разных электронных устройствах и электрокарах, при этом они смогут хорошо держать заряд даже при -50 °С, сообщили сегодня на сайте информагентства «Известия».

Улучшения эксплуатационных характеристик аккумуляторов литий-ионного типа удалось достичь благодаря использованию полуметалла германия. Батареи, произведенные с использованием этого элемента, станут меньше и легче, сохраняя прежние показатели максимальной емкости. Они пригодятся в первую очередь для промышленности крайнего Севера и оборонных разработок. На данный момент ученые занимаются лабораторными исследованиями, а новые аккумуляторы еще не готовы к массовому производству.

Что внутри новой батареи?

Принцип действия простого литий-ионного аккумулятора несложный – электрический заряд перемещается между двумя электродами (пластинами). В большинстве батарей данного типа один электрод произведен из графита, второй из специального соединения лития с железом и лития с кобальтом. Схема вполне удачная, однако, из-за сильной отрицательной температуры, электроды начинают довольно плохо отдавать и захватывать ионы лития. Именно поэтому ученые пришли к решению – заменить графитовый анод на германиевые нанопроволоки. Это позволит также улучшить эффективность процесса накапливания энергии, несмотря на низкие температуры.

«Графеновые нанопроволоки могут создавать до десяти различных соединений с литием после взаимодействия с электролитом батареи. Это позволяет повысить емкость аккумулятора в пять раз, по сравнению с существующими моделями.  Современным носимым устройствам уже давно нужны более емкие и долговечные источники питания, возможно, разработка российских ученых – это то, что нужно мировой индустрии», – сказал Илья Гаврилин, руководитель проекта.

Чтобы протестировать разработку и подтвердить эффективность анода из германия, в лаборатории была созданы герметичные ячейки, имитирующие рабочую модель аккумулятора нового типа. В процессе тестов климатические условия изменялись в пределах от +20 °С до -50 °С. При отрицательном диапазоне температур батареи показали незначительное снижение эффективности, однако по сравнению с традиционными накопителями энергии, оно было вовсе несущественным.

Широкие возможности применения

Эксперты уже рассуждают о сфере применения и возможностях морозостойких аккумуляторов.

«Наши коллеги хорошо потрудились и разработали весьма оригинальную технологию, ведь ранее германий не использовали подобным образом. Структура полуметалла обеспечивает значительно большую площадь «контакта» с электролитом, в сравнении с графитом. Поэтому новые аккумуляторы демонстрируют выдающиеся характеристики, а также быструю зарядку при любых температурах», – заметил Алексей Юдин, эксперт кафедры физической химии при НИТУ.

В первую очередь такие аккумуляторы станут очень востребованы в носимых электронных устройствах: смартфоны, планшеты, умные часы, ноутбуки и т.д. Производить большие аккумуляторные батареи для электрических автомобилей сложнее, но это вполне посильная задача.

Пока еще идут активные исследования, но Министерство обороны не отказалось бы от подобных разработок. Ведь морозостойкие батареи нужны различным устройствам и механизмам, которые работают в космосе и условиях крайнего Севера.

Также они не помешают добывающей промышленности, ведь их можно использовать в информационных датчиках. Для примера, такое оборудование как буровые установки и генераторы хранят заранее настроенные программы работы как раз-таки на информационных датчиках.

Перспективы морозостойкого аккумулятора зависят от того, насколько ученым удастся успешно решить вопрос практического применения германия. Ведь довольно часто лабораторные исследования не могут показать те же результаты, что и при реальных испытаниях.

Даже если использование германия не даст желаемых результатов, прорыв не за горами. Ведь Российский научный фонд осуществляет активную поддержку ученых, которые ищут новые перспективные материалы для катодов новых типов аккумуляторов.

 

Нет Оценки
0 Оценки
Была ли эта статья полезной? Пожалуйста, оцените эту статью, чтобы дать нам ценную информацию для наших улучшений.
  1. Супер!
  2. Мне нравится
  3. Ничего нового
  4. Так себе
  5. Я зол
Понравилась статья? Поделитесь ей в соц сетях или в мессенджер
Оставить комментарий

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

9 − 1 =