Новый наноматериал может привести к электрической революции.
Одна из самых распространенных проблем, связанных с полностью электрическими автомобилями, - емкость аккумуляторов - скоро станет спорной благодаря новому наноматериалу, способному утроить емкость и продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, согласно новому исследованию, опубликованному в Journal of Alloys and Compounds.
Ограничения, присущие графиту в полностью электрических батареях
Исследователи синтезировали новый наноматериал, способный заменить низкоэффективный графит, который сегодня используется в литий-ионных батареях. Литий-ионные батареи используются в распространенных бытовых приборах - от смартфонов до электромобилей. Они заряжаются и разряжаются посредством перемещения ионов лития от одного отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.
И хотя глобальная сфера применения литий-ионных батарей расширяется, ученые обеспокоены ограничениями этой технологии из-за свойств графита, который является основным материалом анода. Чтобы преодолеть присущие графиту ограничения, ученые из Национального университета науки и технологий "MISIS" (NUST MISIS) получили новый материал для анодов, способный резко увеличить емкость и продлить срок службы полностью электрических батарей.
"Выделенные нами пористые наноструктурированные микросферы состава Cu0.4Zn0.6Fe2O4, используемые в качестве анодного материала, обеспечивают в три раза большую емкость, чем существующие на рынке аккумуляторы", - сообщил ассистент Евгений Колесников из отдела функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НУСТ MISIS, как сообщается в блоге на сайте MISIS.
"Кроме того, он позволяет увеличить количество циклов заряда-разряда в 5 раз по сравнению с другими перспективными альтернативами графиту", - добавил Колесников в блоге. "Это улучшение достигается за счет синергетического эффекта при сочетании специальной наноструктуры и состава используемых элементов".
Прикладные научные достижения могут смягчить скептиков полностью электрических автомобилей
Конечный материал был синтезирован с помощью одноэтапного процесса - без промежуточных стадий, благодаря методу распылительного пиролиза. По словам ученых, водный раствор, содержащий ионы специальных металлов, превращается в туман с помощью ультразвука, после чего вода испаряется при температуре до 2 192°F (1 200°C) по мере разложения исходных солей металлов.
В результате получаются микронные или субмикронные сферы со специфической пористостью, необходимой для функционирования литий-ионной системы - которая извлекается из раствора.
Дальнейшие электрохимические исследования нового наноматериала, синтезированного в NUST MISIS, были выполнены учеными Сеульского национального университета науки и технологии, Института науки и технологии SRM (Индия) и Норвежского университета науки и технологии.
Нравится нам это или нет, но мы входим в новую электрическую революцию - с такими мощными новичками, как Tesla, GM, Audi и многие другие бренды, работающие над отказом от автомобилей, работающих на ископаемом топливе, в ближайшие 10-30 лет. Но в то время, как смартфоны и другая распространенная электроника будут вытеснять старые батареи, ученым необходимо найти такие важные достижения, как этот новый наноматериал, чтобы смягчить опасения скептиков EV относительно следующего поколения персональных автомобилей.
