„ | 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 заморозкаОдна 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 концаСпециалисты 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 потенциалПо 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.
9 +0−0 | Don Tomato | 12:11:59 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 +0−0 | Александр Боровских | 08:26:18 25/04/2017 |
Подрыв Устоев - звучит как имя лидера боевиков времен чеченской компании |
2 +0−0 | Sergei Cirkinov | 18:04:37 25/04/2017 | ||||||
| ||||||||
До такого валенка как ты мне далеко. Жуй вату дальше |
2 +0−0 | Дмитрий Звягин | 16:40:09 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 +0−0 | Валерий Перевозченко | 13:52:07 25/04/2017 |
Уже лет 15 слышу о "революции в создании аккумуляторов", но только воз и ныне там... |
2 +0−0 | 1234567 1234567 | 13:17:36 25/04/2017 | ||||||
| ||||||||
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 +0−0 | Ferrum Ferrum | 12:02:47 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 |
2 +0−0 | Jerry Colber | 11:37:13 25/04/2017 |
Не взлетит. Как продавать новый айфон каждые полгода, если у старого ещё батарейка не села? |
1 +0−0 | signedvoid . | 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 +0−0 | Сергей Пупкин | 17:57:04 25/04/2017 |
кому нужны в обществе потребления вечные вещи? смешно читать эту пургу от ленты. |
1 +0−0 | 1234567 1234567 | 11:25:37 25/04/2017 |
Не стоит на ленте читать о технике |
0 +0−0 | Роман Восковский | 02:34:11 26/04/2017 |
Компот какой-то! Каким боком законы термодинамики приплетены к электрохимической паре металлов? |
0 +0−0 | Chriszian Fererro | 21:38:24 25/04/2017 | ||||||
| ||||||||
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 +0−0 | Сергей Пупкин | 17:54:37 25/04/2017 | ||||||
| ||||||||
а как еще привлечь юзеров и накрутить стату для продажи гумнорекламы. |
0 +0−0 | Виталий Павлов | 14:28:40 25/04/2017 | ||||||
| ||||||||
Вытащил батарею из своего Ксяоми и в новый навароченый забабенил. |
0 +0−0 | Виталий Павлов | 14:26:53 25/04/2017 |
это все печально |
0 +0−0 | Петр Урлинов | 14:20:14 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 +0−0 | Валерий Перевозченко | 13:57:39 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 +0−0 | Хитрый Лис | 12:08:05 25/04/2017 |
Магний может и более стабилен, зато уж если загорится... Температура горения почти в 2 раза выше. |
0 +0−0 | Sergei Cirkinov | 03:08:58 25/04/2017 |
Благодаря таким разработкам, Америка является технологическим лидером в мире |