Подрыв устоев

00:00 25/04/2017 Наука и техника
Подрыв устоев
В заголовке статьи написано - Достигнут прогресс в создании эффективных литиевых аккумуляторов. А по прочтении статьи становится ясно что никакого прогресса нет и непонятно когда будет. Искусство заголовка )

Группа ученых из Колумбийской школы инженерных и прикладных наук в Нью-Йорке разработала новый способ производства литиевых аккумуляторов, повышающий их безопасность и эффективность. Кроме того, это позволит приблизиться к созданию гибких смартфонов, о чем так мечтают в Samsung и LG. «Лента.ру» разобралась, как специалисты собираются сделать телефоны совершенно безопасными и когда произойдет долгожданная революция в этой сфере технологий.

Полная заморозка

Одна из главных проблем литиевых аккумуляторов — использование жидкого (или гелеобразного) электролита. Проблема в том, что при повышении температуры электролит разлагается на легковоспламеняющиеся компоненты. Уже было множество инцидентов, связанных с самовоспламенением смартфонов, ноутбуков и прочих девайсов. Ученые пытаются найти более стабильные альтернативы.

Команда инженеров из Нью-Йорка намерена решить эту проблему с помощью заморозки электролита с водным раствором и керамическими трубками. Лед позволяет выровнять трубки, после чего замерзшая жидкость переводится в газообразное состояние посредством возгонки, сохраняя структуру электролита. После этого частицы соединяются с помощью полимера, обеспечивая аккумулятору гибкость.

Подобной устойчивостью к изгибанию обладают и обычные литий-полимерные аккумуляторы, однако они еще опаснее, чем литий-ионные. Американские специалисты утверждают, что их аккумулятор с керамическим электролитом абсолютно безопасен. В целом твердотельные литий-ионные батареи считаются сейчас одними из самых перспективных как раз благодаря своей стабильности.

«В портативных устройствах, а также в электромобилях твердотельные сгибаемые батареи не только способны решить проблему самовозгорания, но и могут увеличить плотность накапливаемой и переносимой энергии. Кроме того, они дают надежду на скорое создание сгибаемых устройств», — утверждает ведущий автор исследования Юань Ян (Yuan Yang).

По его словам, такой аккумулятор гораздо эффективнее обычных литий-ионных и литий-полимерных батарей. Твердый электролит позволяет заменить электрод, тем самым повысив эффективность батареи, по оценкам, на 60-70 процентов. Однако никаких тестов проведено не было, и реальную эффективность разработки еще предстоит доказать.

Тем не менее ученые полны оптимизма. «Это хорошая идея, — заявил доцент Йельского университета Хайлян Ван (Hailiang Wang). — Грамотно спроектированная структура действительно помогает повысить производительность композитного электролита. Я уверен, что это перспективный подход».

С другого конца

Специалисты Калифорнийского университета в Риверсайде иначе подошли к модернизации литиевых батарей. Они решили добавить в жидкий электролит органическое соединение метилвиологен. Дело в том, что при зарядке аккумулятора в электролите неконтролируемо возникают пространственные образования (дендриты). Помимо того что они снижают эффективность батареи, из-за них электроды могут замкнуться, и аккумулятор взорвется.

Метилвиологен, добавленный в электролит, создает стабилизирующее покрытие, препятствующее образованию дендритов, и повышает срок службы батареи в три раза. Кроме того, метилвиологен дешев в производстве, а для стабилизации аккумулятора хватит и 0,5 процента этой добавки. Впрочем, пока специалисты не готовы полностью гарантировать безопасность аккумуляторов с таким защитным слоем.

94-летний отец литий-ионных аккумуляторов Джон Гуденаф (John Goodenough) тоже подключился к поискам альтернативы. Вместе с командой ученых из Техасского университета в Остине он создал новый тип твердотельной батареи. Утверждается, что она дешевле, безопаснее и лучше всего того, что сейчас есть на рынке. По оценкам Гуденафа, его аккумулятор может хранить в 5-10 раз больше энергии, и в тестах было достигнуто 30-кратное повышение плотности энергии.

Особенность изобретения Гуденафа в том, что элементы аккумулятора состоят из чистого лития и натрия с обеих сторон. Но для получения энергии необходимы различающиеся электрохимические реакции в двух противостоящих электродах. Как удалось обойти фундаментальные законы термодинамики, Гуденаф не объясняет, и скепсис, с каким встретили его разработку в научном мире, вполне понятен.

Ядерный потенциал

По мнению многих специалистов, нынешние аккумуляторы — самое слабое место портативной техники, препятствующее ее развитию. Поэтому необходимы радикальные меры и абсолютно новые батареи, способные обеспечить месяцы работы без подзарядки.

Один из наиболее перспективных «аккумуляторов будущего» — магниевые батареи. С точки зрения хранения энергии магний гораздо эффективнее, чем литий. По некоторым оценкам, такой аккумулятор хранит в 15 раз больше энергии, срок службы больше в пять раз, а зарядка на 70 процентов быстрее. К тому же, говоря о безопасности, нельзя не заметить, что магний абсолютно стабилен на воздухе.

Однако образовать электролит, в котором магний не деградирует и который обеспечивает эффективную передачу энергии, — трудная задача. Поэтому даже по самым оптимистичным подсчетам специалистов, такие батареи придут в электронику не раньше чем через 20 лет.

А самый смелый концепт — ядерный аккумулятор. Химикам из Бристольского университета в Англии удалось создать прототип «вечной» батареи на основе алмаза из радиоактивного изотопа. Период полураспада используемого в батарее углерода-14 — 5700 лет, то есть за почти шесть тысячелетий она потеряет лишь половину своей мощности. По утверждению разработчиков, эта батарея не выделяет вредных веществ, не имеет подвижных частей и не требует обслуживания. Аналогичную технологию представили и российские ученые, только вместо алмаза у них карбид кремния.

Хотя литиевые батареи обладают множеством недостатков, они по-прежнему служат главным источником энергии для всех портативных устройств. Все попытки разработать новый тип батарей пока тщетны. Поэтому производители техники продолжают использовать батареи, созданные более 40 лет назад, лишь улучшая и незначительно изменяя их.

Влад Массино

Комментирование разрешено только первые 24 часа.

Комментарии(21):

1 2+1
9 +0−0Don Tomato12:11:59
25/04/2017
В заголовке статьи написано - Достигнут прогресс в создании эффективных литиевых аккумуляторов. А по прочтении статьи становится ясно что никакого прогресса нет и непонятно когда будет. Искусство заголовка )
7 +0−0Александр Боровских08:26:18
25/04/2017
Подрыв Устоев - звучит как имя лидера боевиков времен чеченской компании
2 +0−0Sergei Cirkinov18:04:37
25/04/2017
-2 +0−0Сергей Пупкин17:56:07
25/04/2017
ой, не чирикай лучше- за вумного сойдешь
До такого валенка как ты мне далеко. Жуй вату дальше
2 +0−0Дмитрий Звягин16:40:09
25/04/2017
План таков:
1) Сообщить о открытии с далеко идущими перспективами
2) Сообщить о перспективах создании нового типа аккумулятора на базе данной технологии
3) Зарегистрировать Ltd для разработки и производстве нового типа аккумуляторов
4) Привлечь инвесторов, наобещав им золотые горы. Или мифриловые, дабы инвесторы больше денег отслюнявливали.
5) Сорвать джекпот с инвестиций, а дальше как кривая вывезет.
2 +0−0Валерий Перевозченко13:52:07
25/04/2017
Уже лет 15 слышу о "революции в создании аккумуляторов", но только воз и ныне там...
2 +0−01234567 123456713:17:36
25/04/2017
2 +0−0Ferrum Ferrum12:02:47
25/04/2017
Производителям смартфонов они наоборот выгодны, невыгодно это все для самой денежной и могущественной отрасли, для нефтянников. Их доходы упадут как минимум больше чем на половину. Поэтому 100500 разработок супераккумуляторов постоянно не доходят до потребителя, буквально каждые полгода уже в течение лет пятнадцати появляются подобные новости что мол вот вот и ни что не способно помешать выходу на рынок и опять тишина. Такое количество совпадений выглядит странно
Это просто утки а не заговор нефтяников. Если бы действительно существовал способ недорогого хранения электрической энергии, то все бы им пользовались. Может быть когда - нибудь научатся делать недорогие топливные элементы, но и тогда нефтяникам ничто не будет угрожать
2 +0−0Ferrum Ferrum12:02:47
25/04/2017
2 +0−0Jerry Colber11:37:13
25/04/2017
Не взлетит. Как продавать новый айфон каждые полгода, если у старого ещё батарейка не села?
Производителям смартфонов они наоборот выгодны, невыгодно это все для самой денежной и могущественной отрасли, для нефтянников. Их доходы упадут как минимум больше чем на половину. Поэтому 100500 разработок супераккумуляторов постоянно не доходят до потребителя, буквально каждые полгода уже в течение лет пятнадцати появляются подобные новости что мол вот вот и ни что не способно помешать выходу на рынок и опять тишина. Такое количество совпадений выглядит странно
2 +0−0Jerry Colber11:37:13
25/04/2017
Не взлетит. Как продавать новый айфон каждые полгода, если у старого ещё батарейка не села?
1 +0−0signedvoid .18:13:26
25/04/2017
>Лед позволяет выровнять трубки, после чего замерзшая жидкость переводится в газообразное состояние посредством возгонки, сохраняя структуру электролита.
>в газообразное состояние ... сохраняя структуру
лолшто?!
1 +0−0Сергей Пупкин17:57:04
25/04/2017
кому нужны в обществе потребления вечные вещи?
смешно читать эту пургу от ленты.
1 +0−01234567 123456711:25:37
25/04/2017
Не стоит на ленте читать о технике
0 +0−0Роман Восковский02:34:11
26/04/2017
Компот какой-то! Каким боком законы термодинамики приплетены к электрохимической паре металлов?
0 +0−0Chriszian Fererro21:38:24
25/04/2017
0 +0−0Sergei Cirkinov03:08:58
25/04/2017
Благодаря таким разработкам, Америка является технологическим лидером в мире
Литиево-ионные батареи разработали в техническом универе Мюнхен, Германия. 15 лет позже в Германии же был заявлен патент. Первое комерческое использование у Соньки в Японии. Но вы молитесь дальше на поедателей Хотдогов.
0 +0−0Сергей Пупкин17:54:37
25/04/2017
9 +0−0Don Tomato12:11:59
25/04/2017
В заголовке статьи написано - Достигнут прогресс в создании эффективных литиевых аккумуляторов. А по прочтении статьи становится ясно что никакого прогресса нет и непонятно когда будет. Искусство заголовка )
а как еще привлечь юзеров и накрутить стату для продажи гумнорекламы.
0 +0−0Виталий Павлов14:28:40
25/04/2017
2 +0−0Jerry Colber11:37:13
25/04/2017
Не взлетит. Как продавать новый айфон каждые полгода, если у старого ещё батарейка не села?
Вытащил батарею из своего Ксяоми и в новый навароченый забабенил.
0 +0−0Виталий Павлов14:26:53
25/04/2017
это все печально
0 +0−0Петр Урлинов14:20:14
25/04/2017
Пока гром не грянет... Не стоит рассчитывать на какие-то изменения пока старые-добрые никели и нынешние литии и так приносят отличные доходы производителям.
0 +0−0Валерий Перевозченко13:57:39
25/04/2017
А вообще самым безопасным и надежным аккумулятором является литий-железо-фосфатный, но увы, его емкость в два раза ниже, чем литий-ионный.
0 +0−0Хитрый Лис12:08:05
25/04/2017
Магний может и более стабилен, зато уж если загорится... Температура горения почти в 2 раза выше.
0 +0−0Sergei Cirkinov03:08:58
25/04/2017
Благодаря таким разработкам, Америка является технологическим лидером в мире
1 2+1
Самые
^^^Наверх^^^Обратная связь