Telefoane, mașini electrice, stații spațiale - toate aceste dispozitive au nevoie de înaltă calitate, puternice și
Cum va funcționa bateria viitorului?
O echipă internațională de oameni de știință condusă de Darren Hahn și cu contribuția inginerilor LG a dezvoltat o baterie solid-state de înaltă performanță cu un anod de siliciu pur.A fost numită bateria viitorului, deoarece este superioară în proprietățile saleToate analogii.
Pentru a crea o astfel de baterie, autoriia combinat două abordări ale producției de baterii pentru mașinile electrice, astfel încât bateria are un electrolit solid și un anod de siliciu. Bateria rezultată a fost testată de o echipă internațională și sa confirmat că este sigură.
Poate fi folosit și în mașinile electrice, ci și în rețelele electrice.
De ce oamenii de știință dezvoltă în mod constant noi tipuri de baterii? Ce este în neregulă cu cele pe care le folosim astăzi?
Cel mai adesea, folosim baterii litiu-ion, ele pot fi găsite peste tot: în telefoane, laptopuri, camere foto.Astfel de baterii sunt departe de a fi ideale: pot stoca energie pentru o lungă perioadă de timp și în cantități mari, dar se uzează rapid și sunt, de asemenea, exigente la temperatură în timpul utilizării și nu pot rezistaAcesta din urmă afectează funcționarea, de exemplu, în mașinile electrice.
Problema este că structura cristalinăbateriile litiu-ion sunt schimbate cu fiecare ciclu de încărcare-descărcare. Aceasta înseamnă că dispunerea atomilor, care inițial asigurau performanța necesară, devine diferită.
Coroziunea apare și în baterie.Fiecare electrod este conectat la un colector de curent, de obicei un metal precum cupru pentru anod și aluminiu pentru catod. Dacă acest element de conectare începe să se deterioreze și să se prăbușească, atunci și suprafața colectorului de curent se va deforma. Prin urmare, dacă metalul este corodat, nu poate deplasa electroni în mod eficient.
O altă problemă cu bateriile moderne este materialul din care sunt fabricate.Majoritatea folosesc cobalt – 60% din aprovizionarea mondială cu cobalt mergedin Congo, astfel încât dependența pieței este extrem de ridicată și din cauza problemelor cu importurile, acestea potProducția globală suferă.
Dacă bateriile litiu-ion nu funcționează bine, cele mai noi baterii cu anod de siliciu le vor înlocui?
Da, dar nu este atât de simplu.Orice tehnologie are dezavantajele sale. Astăzi, bateriile cu anod de siliciu sunt utilizate, de exemplu, în Tesla. Potrivit lui Elon Musk, siliciul din bateriile mașinilor electrice contribuie la creșterea intervalului cu 6%. De asemenea, astfel de baterii au o capacitate specifică relativ mai mare - este de aproximativ 3.600 mA * h / g.
Dar există și probleme: de exemplu, acest tip de anod este instabil, deci poateDacă intră în contact cu un electrolit lichid, siliciul face o treabă slabă de stocare a energiei.În acest caz, motorul electric își pierde puterea.Dacă procentul său este mic, atunci creșterea va fi, de asemenea,Performanța rămâne minimă.
Ce alte baterii pot apărea pe dispozitivele noastre în viitor?
- Baterie litiu carbon
Ingineri Mahle împreună cuproducătorul de baterii Allotrope Energy a creat o nouă arhitectură pentru bateriile litiu-carbon bazate pe supercondensatoare. Noua baterie este fabricată dintr-un anod de mare viteză combinat cu un catod. Ambele părți sunt separate de un electrolit organic. Poate încărca rapid supercondensatori și stoca energie la o densitate mare. Dezvoltatorii au reușit să încarce un motoret electric cu el în 90 de secunde.
- Baterie litiu sulf cu zahăr
Autorii unei alte lucrări științifice au creat litiu-sulfbateria și zahărul folosit pentru ao face mai stabil. Unele substanțe pe bază de zahăr pot preveni degradarea sedimentelor geologice și, de asemenea, pot menține legături puternice între sulfuri. Drept urmare, bateria cu zahăr a demonstrat o capacitate de aproximativ 700 mAh / g și mai mult de 1.000 de cicluri.
- Baterie cu clor de metal alcalin
Cercetători la Universitatea Stanforda dezvoltat o baterie de clor din metale alcaline: se bazează pe conversia chimică inversă a clorurii de sodiu (Na / Cl2) sau a clorurii de litiu (Li / Cl2) în clor. Celula rezultată a prezentat o capacitate de descărcare destul de mare - 2 800 mA * h / g de catod. Dar după primul ciclu de utilizare, capacitatea s-a înjumătățit. În ciuda acestui fapt, bateria a funcționat bine.
Bateriile viitorului vor fi fabricate din materiale comune și ușor reciclabile și vor începe, de asemenea, săstocați energie cu densitate mare și aproape fără coroziune.Până în prezent, inginerii și fizicienii nu au reușit să creeze formula perfectă pentru baterie, dar nevoia de stocare eficientă a energiei continuăcresc, așa că vom vedea multe soluții neobișnuite în această direcție.
Citeste mai mult
Hawking avea dreptate, dar uneori greșea: cele mai îndrăznețe idei ale omului de știință
Medicamentele antigripale pot ajuta virusul
O rachetă hipersonică chineză a orbitat întregul glob. Cum este posibil acest lucru și ce se știe despre ea