Ученые предложили создать супераккумулятор на основе бора и графена

12:08 20/05/2013 Наука и техника
Графеновые листы с ионами лития между ними
Графеновые листы с ионами лития между ними
Читать все комментарии(39)

Специалистам университета Райса и сотрудникам исследовательского центра компании Honda удалось найти способ радикального увеличения емкости литиевых аккумуляторов. На страницах журналаJournal of Physical Chemistry Lettersученые представили результаты расчета эффективности модифицированных атомами бора графеновых электродов. По их словам, батареи с такими электродами могут обладать емкостью до 2100 ватт-часов на килограмм или свыше 7,6 мегаджоулей на килограмм. Для сравнения, обычный литиевый аккумулятор имеет удельную емкость меньше двух мегаджоулей на килограмм.

Исследователи пишут о том, что их работа открывает путь к применению в аккумуляторных электродах графена. Теоретически этот материал мог бы быть идеальным для изготовления электродов из-за своей большой площади поверхности, однако как расчеты, так и эксперименты показали плохую способность графена реагировать с литием. Без удерживания ионов лития на графеновой мембране все преимущества сходили на нет, но новые данные моделирования указали на то, что проблема решается добавкой бора.

Промышленный синтез подобного графена, по словам авторов, пока не освоен, однако это не означает того, что их результаты не имеют практического применения. В аннотации своей статьи они указывают на то, что моделирование взаимодействия ионов лития с разными наноматериалами может помочь в поиске недорогих и эффективных электродов.

Источник: https://lenta.ru/news/2013/05/20/graphenecell/

Комментирование разрешено только первые 24 часа.

Комментарии(39):

1 2
0 +0−0Dmitrii Godunov12:54:56
20/05/2013
0 +0−0Alexey Timoshenko12:45:59
20/05/2013
То, что у бензина энергосодержание на порядок выше, чем у ТНТ - вас не пугает?
Тут важны не только абсолютные показатели, но и то, как эта энергия выделится. В частности, для взрывчаток есть такой показатель, как бризантность и он не менее важен, чем просто энерговыделение.
Бензин экзотермичен. Т. е. без окислителя безопасен. А батарея- эндотермична. Вы ведь туда закачали дофига энергии. То что для взрывчаток есть разные условные показатели, кроме фугасности, не сильно поможет автомобилю при взрыве такой батареи. Одной фугасности для автомобиля будет абсолютно достоточно.
0 +0−0Alexey Timoshenko12:50:17
20/05/2013
0 +0−0дикий12:23:40
20/05/2013
в 3 раза более ёмкие и раз в 100 дороже вам не помогут)
Смотря для чего. Если (повторюсь - мы пока гипотетическую ситуацию разбираем!) они будут не уступать по всем прочим параметрам, то даже при стократной цене могут найти применение, скажем, в малых беспилотниках каких-нибудь. Радиоуправляемому вертолетику ценой 1000$ аккумулятор за 2500$ вместо 25$ вполне пойдет при условии, что время полета вырастет втрое. Ну или какие-нибудь шпионские камеры, которым важнее работать долго, а не дешево.
0 +0−0Alexey Timoshenko12:45:59
20/05/2013
0 +1−1Dmitrii Godunov11:57:09
20/05/2013
Получится легировать графен бором, или не получится - это еще полпроблемы. Обратите внимание, что энергосодержание этих чудо-акккумуляторов будет превышать таковое для тротила на 80% и для гексогена - на 33%. Это будут аккумуляторы большой разрушительной силы в случае замыкания. Если конечно они вообще получатся.
То, что у бензина энергосодержание на порядок выше, чем у ТНТ - вас не пугает?
Тут важны не только абсолютные показатели, но и то, как эта энергия выделится. В частности, для взрывчаток есть такой показатель, как бризантность и он не менее важен, чем просто энерговыделение.
0 +0−0Yuri Zubenko12:38:59
20/05/2013
0 +0−0Alexey Timoshenko11:44:33
20/05/2013
Да, это теоретическое значение. И ключевой момент, конечно, даже не в том, что они показали возможное направление поиска, а что совершенствуются методики расчетов и моделирования. Это сокращает затраты на поиск опытным путем.
именно так. это современный подход к поиску новых материалов - моделирование, синтез, применение. моделирование если и не указывает на конкретный путь, то помогает отсеять 70-80% заведомой ерунды.
0 +0−0Alexander Mayorov12:33:27
20/05/2013
0 +0−0дикий12:23:40
20/05/2013
в 3 раза более ёмкие и раз в 100 дороже вам не помогут)
Это зависит от количества перезарядок.
0 +0−0дикий12:23:40
20/05/2013
2 +2−0Павел Иванов11:35:42
20/05/2013
Увеличение в 3,8 раза ёмкости аккумуляторов даже для портативных устройств, которые с каждым годом всё прожорливей, довольно ощутимо.
в 3 раза более ёмкие и раз в 100 дороже вам не помогут)
0 +0−0Alexander Mayorov12:18:09
20/05/2013
3 +4−1Dmitrii Godunov11:18:34
20/05/2013
Эх, сколько нам открытий чудных в области чудо-аккумуляторов уже сулили различные разработчики.
Но практически все эти разработки имеют незаметные оговорки типа "Промышленный синтез подобного графена, по словам авторов, пока не освоен, однако это не означает того, что их результаты не имеют практического применения." Так что будем спокойно подождать.
Может оказаться, что такая технология появится быстрее, чем сам графен начнут использовать в других начинаниях. Графен пытаются растить на подложках нитрида бора -- правда качество не очень. Если добьются роста графена на BN и BN на графене, то погут получить эти аккумуляторы. Основное преимущество ёмкостных аккумуляторов в скорости зарядки и разрядки.
0 +1−1Dmitrii Godunov11:57:09
20/05/2013
0 +0−0Alexandre I11:38:45
20/05/2013
Если графен можно бомбардировать мыкропылью бора методом холодного газодинамического напыления, и бор не будет вываливаться из графена, то есть спрособен внедряться в него - то такая революция в аккумуляторах - близка и неизбежна.

Если холодное напыление бора на графен не удастся - то этот проет под стать МММ, или идее вечного двигателя.
Получится легировать графен бором, или не получится - это еще полпроблемы. Обратите внимание, что энергосодержание этих чудо-акккумуляторов будет превышать таковое для тротила на 80% и для гексогена - на 33%. Это будут аккумуляторы большой разрушительной силы в случае замыкания. Если конечно они вообще получатся.
0 +0−0Dmitrii Godunov11:52:13
20/05/2013
0 +0−0Айрат Бухарметов11:34:26
20/05/2013
"или свыше 7,6 мегаджоулей на килограмм. Для сравнения, обычный литиевый аккумулятор имеет удельную емкость меньше двух мегаджоулей на килограмм."
Я и разделил. Нет?
Я и разделил. Нет?
-------------
Наверняка разделили. Вопрос - на что? А я сообщил реальное положение дел, с которым и надо сравнивать. Приведенные мною фактические сегодняшние величины - "меньше двух мегаджоулей на килограмм".
0 +0−0Alexey Timoshenko11:44:33
20/05/2013
0 +0−0Владимир Козлов11:42:06
20/05/2013
Первые образцы не будут сразу в 3,8 раза выше, 3,8 раза это теоретический предел.
Да, это теоретическое значение. И ключевой момент, конечно, даже не в том, что они показали возможное направление поиска, а что совершенствуются методики расчетов и моделирования. Это сокращает затраты на поиск опытным путем.
0 +0−0Владимир Козлов11:42:06
20/05/2013
2 +2−0Павел Иванов11:35:42
20/05/2013
Увеличение в 3,8 раза ёмкости аккумуляторов даже для портативных устройств, которые с каждым годом всё прожорливей, довольно ощутимо.
Первые образцы не будут сразу в 3,8 раза выше, 3,8 раза это теоретический предел.
0 +0−0Alexandre I11:38:45
20/05/2013
3 +4−1Dmitrii Godunov11:18:34
20/05/2013
Эх, сколько нам открытий чудных в области чудо-аккумуляторов уже сулили различные разработчики.
Но практически все эти разработки имеют незаметные оговорки типа "Промышленный синтез подобного графена, по словам авторов, пока не освоен, однако это не означает того, что их результаты не имеют практического применения." Так что будем спокойно подождать.
Если графен можно бомбардировать мыкропылью бора методом холодного газодинамического напыления, и бор не будет вываливаться из графена, то есть спрособен внедряться в него - то такая революция в аккумуляторах - близка и неизбежна.

Если холодное напыление бора на графен не удастся - то этот проет под стать МММ, или идее вечного двигателя.
0 +0−0Айрат Бухарметов11:34:26
20/05/2013
0 +0−0Dmitrii Godunov11:22:48
20/05/2013
На самом деле не в 4. У существующих серийных литиевых аккумуляторов энергоемкость составляет не более 200Вт*ч/кг. У суперинновационных и передовых аккумуляторов производства Росноновского Лиотеха - 110Вт*ч/кг.
"или свыше 7,6 мегаджоулей на килограмм. Для сравнения, обычный литиевый аккумулятор имеет удельную емкость меньше двух мегаджоулей на килограмм."
Я и разделил. Нет?
0 +0−0Dmitrii Godunov11:22:48
20/05/2013
0 +1−1Айрат Бухарметов11:20:05
20/05/2013
Ну, увеличение примерно в 4 раза - это не революция
На самом деле не в 4. У существующих серийных литиевых аккумуляторов энергоемкость составляет не более 200Вт*ч/кг. У суперинновационных и передовых аккумуляторов производства Росноновского Лиотеха - 110Вт*ч/кг.
0 +1−1Айрат Бухарметов11:20:05
20/05/2013
Ну, увеличение примерно в 4 раза - это не революция
0 +0−0Sonic11:13:39
20/05/2013
а вот это тема
)))
0 +2−2Vasya11:13:18
20/05/2013
Один я прочитал "на основе бобра"?
-1 +0−1Российский Сыр12:28:41
20/05/2013
27 +27−0Dmitrii Godunov11:15:04
20/05/2013
Да, скорее всего один.
Лучше бы литий-воздушные аккумуляторы развивали.
-5 +2−7Эмин Садыхов11:25:28
20/05/2013
Такие новости печатают каждый месяц. Ищут спонсоров бабла срубить.
1 2
Самые
^^^Наверх^^^   Обратная связь