Химики создали рекордно устойчивые нанопровода для батареек

Химики создали рекордно устойчивые нанопровода для батареек

Химики из Университета Калифорнии разработали рекордно устойчивые к перезарядке электроды на основе тонких волокон. По словам исследователей, подобный материал для литий-ионных батарей позволит обеспечить сотни тысяч циклов зарядки без падения электрической емкости. Исследование опубликовано в журнале ACS Energy Letters, кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.

В качестве основы для материала авторы использовали золотые нити, покрытые слоем оксида марганца. Последний представляет собой «губку», способную запасать в себе литий и высвобождать его для электрохимических реакций. Нити помещали в гель из ПММА (полиметилметакрилата), содержавший раствор соли лития, и тестировали на устойчивость к циклам зарядки. Материал выполнял роль как катода, так и анода.

За три месяца тестирования авторы провели более 200 тысяч циклов зарядки-разрядки волокон и не обнаружили никаких следов деградации. Это необычно, поскольку обычно устойчивость подобных материалов сохраняется не дольше 5-7 тысяч циклов. Для сравнения химики заменили полимер в ячейке на поликарбонат — через 2-8 тысяч циклов вновь начала наблюдаться деградация. 

Авторы связывают наблюдаемый эффект с тем, что ПММА делает оксид марганца на поверхности волокон более пластичным и гибким — благодаря этому он не растрескивается при встраивании в него лития. Именно эти процессы и снижали устойчивость электродов в поликарбонате.

Поиск устойчивых материалов для катодов и анодов — одна из важных задач, стоящих перед разработчиками литий-ионных батарей. В качестве них предлагают самые разные вещества, например, пыльцу, свечную копоть и бумагу, специальным образом обработанную и сложенную методами киригами. 

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Инженеры совершили прорыв в солнечной электроэнергетике
Исследователи шведского университета Лунда провели успешный эксперимент, который показал, что нанопровода могут быть использованы для производства солнечных батарей. Это позволит снизить стоимость батарей и улучшить их качество, сообщает «Новости Украины». «Наши результаты наглядно показали, что использование нанопроводов ..
2013-01-21 2017 0 Технология
0
В Гарварде «замутили» стекла нанопроводами
Инженеры из Гарварда разработали новую технологию для создания умного стекла. Об этом сообщает журнал Optics Letters.Умное стекло представляет собой композит из слоев стекла и различных химических материалов, используемый в архитектуре и производстве для изготовления светопрозрачных конструкций, изменяющий свои оптические свойства при изменении внешних условий, например, освещённости, температуры или при подаче ..
2016-03-15 1521 0 Технология
0
Химики создали супергидрофобную медь из «красного дерева»
Химики из Нанкинского Научно-Технологического Университета разработали новый способ синтеза супергидрофобной меди на основе древесины азиатского «красного дерева». Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.Авторы работы использовали структуру древесины диптерокарпа в качестве шаблона для будущего материала. Ученые ..
2016-01-15 1234 0 Технология
0
Химики создали молекулярные сети для одиночных вирусов
Химики из Университета Индианы разработали методику, позволяющую защищать частицы вирусов от внешней среды с помощью тонких молекулярных сетей. Она основана на самосборке металлорганических каркасов вокруг вируса. Образующейся молекулярной пленки оказывается достаточно, чтобы удерживать воду внутри ..
2016-08-03 2638 0 Технология
0
Создана первая супермолекула из искусственных атомов
Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке впервые создали молекулы из суператомов — кластеров атомов, которые способны имитировать свойства других элементов периодической системы. Для этого ученые использовали кобальт и селен, а также металлоорганические соединения. Статья, описывающая результаты работы, ..
2016-07-21 2248 0 Технология
0
Нанопоры помогут в «опознании» единичных молекул белка
Химики из США и Швейцарии под руководством Майкла Майера (Фрибурский университет) разработали методику определения единичных молекул белков по их поведению в зептолитровом объеме специально сконструированной нанопоры. Ученые нашли способ определять одновременно форму, объем, электрический заряд, дипольный момент ..
2017-01-18 4669 0 Технология
0
Создана первая супермолекула из искусственных атомов
Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке впервые создали молекулы из суператомов — кластеров атомов, которые способны имитировать свойства других элементов периодической системы. Для этого ученые использовали кобальт и селен, а также металлоорганические соединения. Статья, описывающая результаты работы, ..
2016-07-24 2308 0 Технология
0
Химики изобрели материал для высасывания кислорода из воздуха
Химики из Дании и Австралии синтезировали кристаллические материалы, которые способны собирать кислород из воздуха. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Chemical Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Южной Дании. По словам ученых, одной ..
2014-10-02 1762 0 Технология
0
Химики разработали холодный припой
Химики из Университета Айовы разработали технологию холодной пайки металлом, позволяющую без использования нагрева скреплять между собой проводники (например, токопроводящие дорожки или провода) простым нанесением пасты и механическим растиранием. Метод использует переохлажденные капли жидкого металла ..
2016-03-05 2026 0 Технология
0
Химики синтезировали коллекцию металлических наночастиц
Химики из Северозападного университета (США) разработали способ эффективно синтезировать большие библиотеки наночастиц, состоящих из разных элементов. С помощью чипов, содержащих сотни различных наночастиц ученые надеются во много раз ускорить поиск новых катализаторов и материалов для оптоэлектроники. Исследование ..
2016-06-26 1315 0 Технология
0
Химики предолели «нежелание» ксенона и азота соединяться
Химики из Университета Эдинбурга и шанхайского исследовательского центра HPSTAR впервые продемонстрировали образование ван-дер-ваальсовых соединений между ксеноном и азотом при комнатной температуре. Авторы обнаружили, что два практически инертных соединения образуют слабо связанную молекулу Xe(N2)2 при давлениях около 50 тысяч ..
2016-10-18 13571 0 Технология
0
Химики РФ предложили новый способ создания лекарств
Специалисты Института органической химии Российской академии наук (ИОХ РАН) сравнили три модели доставки лекарств на основе ионных жидкостей в клетки организма и предложили платформу для разработки соответствующих препаратов. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале ACS Medicinal ..
2015-10-09 1689 0 Технология
0
Ученые создали в лаборатории первую кожу киборга
Ученые Гарвардской лаборатории создали первую в мире «кожу киборга». Исследователи успешно провели испытания, в ходе которых электрические нанопровода были вживлены в искусственно созданный биоматериал, сообщает британское издание Huffpost Tech. «Встроенные» в кожу провода позволяют ученым ..
2012-09-5 1691 0 Технология
0
Ученые создали новый класс электродов
Сами по себе прозрачные электроды не новы. Они в настоящее время используются в таких вещах, как сенсорные экраны и телевизоры с плоским экраном. Благодаря исследованиям, проводимых в Университете Purdue  штата Индиана, вскоре новый класс таких электродов может найти применение ..
2013-05-25 1363 0 Технология
0
Электрический выключатель из одной молекулы проработал год
Химики из Китая, США и Израиля создали рекордно устойчивый мономолекулярный электрический переключатель — он способен функционировать на протяжении года. Для того, чтобы включить или выключить его требуется лишь посветить на него светом определенной длины волны. Независимые эксперты отмечают, что стабильность, которой ..
2016-06-18 1488 0 Технология
0