Лента TH Новости Альтернативная энергетика


Ученые нашли способ в десять раз увеличить мощность аккумуляторов

∴ 196

В наше время можно обнаружить массу революционных технологий, которые способствуют получению и сохранению энергии. Но основной акцент поставлен на аккумуляторы, которые остаются важным компонентом электронных устройств.

686

Увеличить мощность в десять раз возможно при манипулировании дендритами батареи, говорит Цзянь Се, профессор Университета Индианы, Университета Пердью Индианаполис по машиностроению и член исследовательского института Института интегрированных нанотехнологий IUPUI.

В статье, недавно опубликованной в Nature Energy, Се и группа авторов, в том числе сотрудники факультета инженерных и технических наук, описали как они решили многолетнюю проблему с литиевыми металлическими электродами в батареях.

Производители аккумуляторов долго работали над перезаряжаемым металлическим литиевым электродом, но решение постоянно ускользало. Стоит заметить, что такой электрод позволит создавать батареи в 10 раз более мощными, чем сейчас.

Ключевой момент заключается в дендритах.

Дендриты – это кристаллы, которые растут внутри литиевых металлических электродов, напоминая деревья. По мере того как они растут во всех направлениях, они в конечном итоге охватывают весь электрод и замыкают аккумулятор. Из-за этого он теряет возможность перезаряжаться.

Инженеры пытались предотвратить образование дендритов, но это противоречит природе металла. Вместо этого Се и его команда позволяют дендритам формироваться, но изменяют направление роста, поэтому они растут в плотно упакованном слое, который не оказывает неблагоприятного воздействия на батарею. Конечный результат является революционным, позволяя безопасную подзарядку и высокую производительность.

Мы разработали принцип работы, основанный на гальваническом покрытии, и эксперимент оказался успешным – редкость в моей 35-летней исследовательской карьере. Возможности для этой технологии многочисленны, и мы чувствуем, что работа может быть улучшена в ближайшие годы.Цзянь Се, профессор Университета Индианы, Университета Пердью Индианаполис по машиностроению и член исследовательского института Института интегрированных нанотехнологий IUPUI.

Литиевые металлические электроды обладают наивысшей теоретической удельной емкостью плотности энергии в 3800 мАч / г (миллиампер-часов / грамм). Для сравнения, плотность обычных электродов, построенных на основе твердого углерода составляет всего 330 мАч / г.

Ожидаемые области использования такой прорывной батареи могут включать в себя микроэлектронику, медицинские устройства, электромобили, беспилотные летательные аппараты, военные применения и, да, портативную электронику, такую как мобильные телефоны.

Филипп Дончев