Старый патент Томаса Эдисона стал основой для никель-железной батареи с ресурсом в 30 лет

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Международная команда ученых под руководством профессора Ричарда Канера из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представила усовершенствованный прототип никель-железной батареи, конструкция которой основана на изобретении Томаса Эдисона столетней давности. Благодаря применению нанотехнологий инженерам удалось устранить ключевой недостаток оригинальной разработки — низкую скорость зарядки, сохранив при этом её исключительную долговечность. Новая батарея способна заряжаться за несколько секунд и выдерживать более 12 000 циклов перезарядки без существенной потери емкости. Согласно данным разработчиков, эксплуатационный ресурс устройства при ежедневном использовании превышает 30 лет.

Автор: Google Источник: gemini.google.com

Оригинальная никель-железная (Ni-Fe) батарея была запатентована Эдисоном в начале XX века как надежный источник питания для электромобилей. Несмотря на высокую прочность и безопасность, технология уступила рынок свинцово-кислотным, а затем и литий-ионным аккумуляторам из-за медленного накопления заряда и низкой удельной энергоемкости.

Профессор Ричард Канер и доктор Махер Эль-Кади решили эту проблему, изменив структуру электродов на атомном уровне. Вместо стандартных пластин исследователи использовали трехмерную структуру из графена, на которую нанесены наночастицы никеля и железа. Для точного распределения металлических кластеров были использованы протеины, что позволило создать высокопроводящую сеть. Это увеличило площадь активной поверхности и ускорило химические реакции на порядки.

Высокие характеристики батареи обусловлены огромной удельной площадью поверхности — это позволяет значительно ускорить процесс зарядки.
Высокие характеристики батареи обусловлены огромной удельной площадью поверхности — это позволяет значительно ускорить процесс зарядки.
Автор: UCLA Источник: interestingengineering.com

Согласно результатам тестов, новый прототип способен заряжаться примерно в 1000 раз быстрее традиционных аналогов — процесс занимает считанные секунды. При этом устройство выдерживает более 12 000 циклов заряда-разряда практически без потери емкости. При режиме ежедневной перезарядки такой ресурс эквивалентен более чем 30 годам эксплуатации, что значительно превосходит показатели современных литий-ионных батарей, срок службы которых редко превышает 3-5 лет.

Ключевым преимуществом разработки является отказ от дорогостоящего лития и кобальта в пользу широко распространенных и дешевых никеля и железа. Это делает технологию перспективной не только для электротранспорта, но и для стационарных систем хранения энергии — например, для сглаживания пиковых нагрузок в электросетях и накопления энергии от солнечных панелей.

Источник: interestingengineering.com

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

3 комментария

Добавить комментарий

F
Звучит очень привлекательно но я сомневаюсь, что такие батареи в итоге выйдут на рынок. Это просто не выгодно будет остальным производителям батарей.
V
Я не понял, куда исчезли бодрые заявления о графеновых аккумуляторах, бороздившие интернет 10 лет назад
e
Вы меня извините, но новости об изобретении новых революционных батарей за последние 10 лет появляются с регулярностью месячных. Вот только до рождения ребенка, тфу, внедрения в промышленных масштабах, дело никак не дойдет.
Второе, в статье упоминается о решении проблемы со скоростью зарядки. Допустим. Но как обстоят дела с плотностью энергии? Требования в этом плане со времен Эдисона несколько возрасли. Электротранспорту важна не только скорость зарядки, но и высокая энергетическая плотность батарей. А ещё приемлемый уровень безопасности. Высокая скорость зарядки предполагает высокую скорость протекания химических реакций внутри батареи, предположительно экзотермических. Насколько такая батарея будет безопасна, в т.ч в случае нештатной ситуации? В общем, вопросов пока больше, чем ответов.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Гидравлический штатив на глубине 4 000 м: как ходульный бентозавр обманывает физику придонного слоя

Глубоководный аппарат, опустившийся на абиссальную равнину Тихого океана на отметку 4 200 м, фиксирует внешнее статическое давление в 42 МПа. При таком сжатии любая тонкостенная жесткая опора...

2,3 миллиарда лет назад Земля едва не потеряла весь кислород: ученые выяснили, как планета сохранила обитаемость

Около двух с половиной миллиардов лет назад состав атмосферы Земли начал необратимо меняться. В воздухе впервые появился свободный кислород — газ, без которого невозможно существование...

Эйнштейн оказался квантовым: физики вывели уравнения гравитации из квантовой информации

Современная фундаментальная физика держится на двух теориях, которые до сих пор не удается свести к единому знаменателю.Первая — общая теория относительности. Она описывает...

Как на самом деле погибнет Солнечная система: новое исследование опровергло вечную стабильность орбит

Вопрос о том, способна ли планетная система существовать вечно, определил само зарождение теоретической астрономии. Размышляя о законе всемирного тяготения и наблюдая за орбитами Юпитера и...

Поставил проектор на шкаф под углом, а он сам всё настроил на экран 130": обзор TrendVision Luma Arc

Когда хочется смотреть фильмы на большой диагонали, обычный телевизор уже не всегда кажется подходящим решением. Но с проекторами есть другая проблема: нужно найти место для установки, выставить...

Как буква «Ё» появилась в русском языке и почему её часто не используют

В книге можно встретить «елку», «ежика» и «теплый вечер» — и без труда понять, какие слова имелись в виду. Но с выражениями «все готово» или «мы узнаем» такой уверенности уже нет:...