Аккумуляторы стали на 750% долговечнее благодаря… воде. Ученые создали новый метод стабилизации литий-металла

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

А вы знали, что обычная вода может стать ключом к долгой жизни аккумуляторов? Звучит, как начало фантастического рассказа, но это — реальность, воплощенная в лабораториях KAIST. Команда корейских ученых совершила впечатляющий прорыв в области литий-металлических батарей, увеличив срок их службы на целых 750%. И всё это, в значительной степени, благодаря… воде. Но давайте по порядку.

Литий-металл: заманчивая перспектива, но с подвохом

Литий-металл — это тот самый «супергерой», которого давно ждали в мире аккумуляторных технологий. Он обещает дать нашим гаджетам и электромобилям намного большую дальность и автономность по сравнению с привычными литий-ионными аккумуляторами. Однако у этого материала есть свои капризы. Главная проблема — нестабильность: во время зарядки на поверхности литий-металла образуются так называемые дендриты — микроскопические наросты, похожие на иголки. Они не только снижают производительность батареи, но и создают риск короткого замыкания и даже возгорания.

Аккумулятор, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Традиционные методы защиты, включающие нанесение различных покрытий на поверхность металла, оказались не слишком эффективными и к тому же, зачастую, неэкологичными, подразумевая использование токсичных материалов. Что же делать?

Вода, гуаровая камедь и полые нановолокна: рецепт успеха

Учёные из KAIST нашли неожиданное решение: они разработали защитный слой из полых нановолокон. В качестве основы они использовали гуаровую камедь — природный полимер, получаемый из растений. Но самое интересное — растворителем здесь выступала обычная вода, делая процесс производства максимально безопасным для окружающей среды.

В чём же секрет?

Позвольте объяснить: полые нановолокна не просто покрывают литий-металл. Они создают своего рода «дорожную карту» для ионов лития, контролируя их перемещение и препятствуя образованию тех самых опасных дендритов. Пустоты внутри волокон играют ключевую роль — они не дают ионам лития беспорядочно накапливаться на поверхности металла, стабилизируя его взаимодействие с электролитом.

750% - это не шутки

И результаты впечатляют: аккумуляторы с таким защитным слоем проработали на 750% дольше по сравнению с обычными литий-металлическими аккумуляторами! Более того, батарея сохранила более 93% своей первоначальной ёмкости даже после 300 циклов зарядки-разрядки — показатель, который смело можно назвать мировым рекордом.

Аккумулятор, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Экологичность — ещё один плюс

И вот ещё один важный момент: этот защитный слой полностью разлагается в почве всего за месяц. Честно говоря, такое сочетание высокой производительности и экологичности — большая редкость в мире современных аккумуляторов.

Что дальше?

Конечно, до массового внедрения этой технологии ещё предстоит проделать большую работу, но одно ясно точно — научное сообщество сделало огромный шаг вперед. Этот прорыв открывает новые горизонты для развития электромобилей, портативных устройств и возобновляемых источников энергии. А главное, он демонстрирует, что порой самые простые решения оказываются самыми эффективными. И кто знает, возможно, в будущем мы будем вспоминать эпоху «нестабильных» аккумуляторов, как мы сейчас вспоминаем старые добрые кассеты.

7 комментариев

Добавить комментарий

s
Конечно, до массового внедрения этой технологии ещё предстоит проделать большую работу

не смешно уже стабильно пару раз в год такое читать про очередную пупербатарею только дайте денег нашему стартапу
DiLouk
Добавить нечего. Когда появятся в реальных продуктах, например в айфоне или тесле, тогда и поговорим и восхитимся.
I.Sanya
Вообще если проследить историю аккумуляторов. То есть прогресс. Он постепенный и просто мы его не замечаем. К примеру какие раньше были ёмкости на телефонах и какие сейчас. Заметно она увеличена. Также к примеру сейчас в мобильных устройствах используются кремний-углеродный аккумулятор. Конечно всегда охота увидеть революцию. Но такое происходит редко.
DiLouk
Емкость увеличена только за счет увеличения размера аккумулятора.
Раньше телефоны были поменьше в размерах и полегче. В эпоху до 6". Например у айфона 13 мини 5.4" массой 140г аккумулятор всего 2400мАч.
111414176607912243543@google
А что такое «литий-металл»? 😂 Я как-то до этого не подозревал, что есть литий-пластмасса или литий-газ.
Z
Как заряжал телефон каждый день, так и продолжаю. Где все эти ежегодные изобретения — непонятно.
V
«Шо, опять?!» ©
Очередная супербатарея из гуаровой камеди и нановолокон...
Понятное дело, что нашли — из того и сделали, но осетра в 750% надо бы урезать, скромнее надо быть!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

С какой глубины можно пить воду из скважины: 12, 50 или 100 метров

Разговор о скважинах почти всегда начинается с цифры. Одни уверяют, что у них всего двенадцать метров и вода отличная. Другие убеждены, что пить можно только из глубоких скважин, лучше сразу сто...

Луна генерирует магнитные ударные волны без магнитосферы: тайваньские физики раскрыли механизм, который искали со времён «Аполлона»

У Луны нет магнитного поля — по крайней мере, глобального. Внутреннее ядро остыло миллиарды лет назад и перестало работать как генератор, поэтому поток заряженных частиц от...

Что такое двухмерные материалы и почему они могут изменить электронику будущего

В течение долгого времени ученые считали, что по-настоящему стабильные материалы не могут существовать в виде слоя толщиной всего в один атом. Согласно классическим представлениям физики, такие...

Как найти инопланетную жизнь, если она непохожа на земную: учёные предложили считать не газы, а сложность атмосферы

В 1965 году химик Джеймс Лавлок сформулировал принцип, который до сих пор определяет стратегию поиска жизни за пределами Земли. Суть его в том, что живая планета не может находиться в химическом...

Как странный дизайн убил гениальную идею: история Fiat Multipla

Уже далёкие для нас 1990-е годы стали периодом смелых экспериментов в автомобильной индустрии. Дизайнеры и инженеры искали новые формы, технологии и подходы к созданию инновационного транспорта....