Случайное открытие: практически «вечный» аккумулятор

Случайное открытие: практически «вечный» аккумулятор

Постепенная потеря ёмкости аккумулятором является одной из насущных проблем отрасли. Современные литиево-ионные аккумуляторы, как обещают их разработчики, могут выдерживать примерно 500–1000 циклов перезарядки. Но открытие исследователей Калифорнийского университета в Ирвайне может помочь увеличить жизненный цикл батарей в десятки и сотни раз.

Как утверждается в соответствующей научной публикации «100k Cycles and Beyond: Extraordinary Cycle Stability for MnO2 Nanowires Imparted by a Gel Electrolyte», учёным удалось добиться существенного увеличения времени жизни аккумулятора благодаря замене жидкого электролита гелевым электролитом на основе полиметилметакрилата (PMMA) в батарее с золотыми нанонитями. Сами нанонити покрыты слоем двуокиси марганца. Для нанонитей с толщиной покрытия двуокиси марганца 300 и 222 нм жизненный цикл составил более 100 тысяч циклов зарядки-разрядки, а рекордное значение 200 тыс. достигнуто при использовании нанонитей с оболочкой толщиной 143 нм.

Изначально это был эксперимент с использованием нанотехнологий в аккумуляторах. Но в ходе исследований изобретатели неожиданно обнаружили, что ёмкость аккумуляторов практически не снижается после большого количества перезарядок.

Пока что учёные сами не могут объяснить это явление. Выход по току после 100 тыс. циклов зарядки-разрядки остаётся на уровне 96 %. Для нанонитей с оболочкой толщиной 143 нм после 30–40 тыс. циклов выход по току составляет более 98 %. В предыдущих экспериментах с использованием жидкого электролита жизненный цикл достигал 2–8 тыс. циклов зарядки-разрядки. 

В научной публикации приводятся подробности изготовления гелевого электролита. Для этого изобретатели добавили 1,6 грамма полиметилметакрилата к пяти миллилитрам окиси хлора и лития в сухом поликарбонате. Смесь была растворена с помощью нагрева до 115 градусов Цельсия. В эксикаторе (специальный сосуд для высушивания) масса была охлаждена до комнатной температуры, после чего она преобразовалась в гелеобразное состояние.

Отметим, о серийном производстве новых аккумуляторов речь пока не идёт. Дело не только в высокой стоимости (использование золота для нанопроводников, а также высокая сложность изделия) — технологически процесс производства ещё не проработан.  

Разработчики аккумуляторов непрерывно трудятся над созданием более совершенных источников питания, так как современные батареи в большинстве случаев не могут полностью удовлетворить потребителя. Так, компания Sony пообещала выпустить ёмкую батарею с твёрдым электролитом, но она характеризуется жизненным циклом всего 2 тыс. циклов заряда-разряда. В Стэнфордском университете предложили аккумулятор с кремниевыми анодами ёмкостью в 10 раз выше типичных решений. Но особой «долговечностью» он вряд ли будет отличаться.

Newsland.ru

Похожие новости:
Российские ученые готовят энергетический прорыв
Российские ученые научились получать электричество из того, на что мы обычно не обращаем внимания: в мини-электростанции превращают обувь, ковры и выключатели. Уже сейчас в проектах находится создание самоосвещающихся дорог, а в перспективе с помощью новых разработок планируется создать практически вечный двигатель.Источник: vesti.ru ..
2012-10-30 2786 0 Научные открытия
0
В Китае сделано новое открытие о нейтрино
Международная исследовательская группа, работающая в лаборатории по изучению нейтрино при Даяваньской АЭС в Южном Китае,  опубликовала первые результаты открытия относительно последней и самой неуловимой части давней головоломки: как нейтрино, по видимости, могут исчезать, когда они двигаются.Удивительное открытие приоткрыло путь ..
2012-03-16 3389 3 Научные открытия
-1
Лауреаты Нобелевской премии посчитали свое открытие бесполезным
Открытие, за которое физики получат Нобелевскую премию, было сделано случайно. Об этом во вторник, 4 октября, сообщает ТАСС, цитируя одного из лауреатов Дункана Халдейна. Ученый рассказал о том, что он и его коллеги даже не думали, что их исследование может оказаться полезным.На вопрос ..
2016-10-04 2224 0 Научные открытия
0
В человеческом мозге обнаружен центр самооценки
Японские ученые обнаружили в мозге человека «центр чувства собственного превосходства». По их мнению, он расположен во фронтальной коре и полосатом теле мозга, сообщает 26 февраля «Российская газета» со ссылкой на РИА Новости. Удивительное открытие сделала группа биологов из Национального института радиологии в Чибе. ..
2013-02-26 2182 0 Научные открытия
0
Бозон Хиггса: с наукой покончено
Американские ученые заявили об открытии бозона Хиггса. По словам физиков, это обозначает, что мир на пороге полного переосмысления природы вещей. О том, чем так важно это открытие, в студии программы "Утро России" рассказал доктор философских наук, кандидат физико-математических наук Владимир Буданов. По ..
2012-07-5 2689 0 Научные открытия
0
Физики допустили открытие странглетов
Польские физики допустили открытие странглетов — гипотетических объектов, состоящих из адронов с содержанием странных кварков или не разделенного на отдельные частицы вещества из странных, верхних и нижних кварков. Препринт исследования находится в распоряжении редакции «Ленты.ру».Выводы ученых основаны на интерпретации результатов ..
2016-12-23 4710 0 Научные открытия
0
Физики подтвердили открытие пентакварка
Коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), работающая на Большом адронном коллайдере (БАКе) в ЦЕРНе, подтвердила открытие пентакварка — частицы, состоящей из пяти кварков. О двух работах ученых, опубликованных в журнале Physical Review Letters, сообщает издание ..
2016-08-20 2559 0 Научные открытия
0
Школьница открыла  неизвестный науке антибиотик
Ученица гимназии №498 Санкт-Петербурга Юлия Потапова, готовясь к олимпиаде по биологии, сделала научное открытие - создала экологически чистый препарат от одной из самых неприятных болезней томатов - бактериального рака. Если открытие довести до промышленного производства, в сельском хозяйстве ..
2013-07-19 2160 0 Научные открытия
0
Ученые сделали революционные открытия в области стволовых клеток
Французские ученые доказали, что некоторые стволовые клетки продолжают жить и делиться даже после смерти человека. Согласно исследованиям, этот период может составлять от нескольких часов до нескольких недель. Так, например, стволовые клетки мышечной ткани способны ..
2012-06-15 2621 0 Научные открытия
0
MIT и Samsung предложили аккумулятор будущего
Многие скептически относятся к новостям о разработке очередного «самого лучшего в мире» аккумулятора, ссылаясь на то, что уже много лет революционных изменений в отрасли нет. Но батареи всё же постепенно совершенствуются, пусть и не теми темпами, которыми хочет потребитель. И сегодня мы расскажем о ещё одном важном достижении ..
2015-08-24 6038 0 Научные открытия
1
Российские полярники совершили самое крупное открытие 2012-го
Это случилось. 5 февраля буровой снаряд достиг воды озера Восток, которое миллионы лет было спрятано подо льдом Антарктиды. Произошедшее можно считать самым крупным научным событием 2012 года. Год, правда, только начался, но подозреваю, что ничего ..
2012-02-16 2533 0 Научные открытия
0
Открытие австралийского ученого перевернет современную медицину
Исследование Питера Хартмана из Университета Западной Австралии показало, что в грудном молоке содержится большое количество стволовых клеток.  По словам экспертов, данное открытие перевернет современную медицину, и изменит отношение к эмбриональным стволовым клеткам, пишет Meddaily, ссылаясь на New Scientist.  Впервые Хартман обнаружил ..
2011-11-26 3846 1 Научные открытия
0
Названы самые главные научные открытия 2016 года
Журнал Science опубликовал список самых главных, по мнению редакции, научных прорывов 2016 года. В перечень попало обнаружение гравитационных волн коллаборацией LIGO и открытие напоминающей Землю экзопланеты у ближайшей к Солнцу звезде Проксима Центавра.Авторы также отметили ..
2016-12-24 6583 0 Научные открытия
0
Жизнь на Земле зародилась в страшных корчах
Теорию о том, что жизнь на Земле могла возникнуть в результате бомбардировок планеты кометами, подтверждают новейшее открытие, сделанное сотрудниками исследовательского центра NASA в калифорнийском Моффет Филде. Обледенелые метеориты при столкновении с Землей вызывали ударные волны, что привело к появлению ..
2012-03-28 2154 0 Научные открытия
1
Ученые: бактерии способны изменять клетки человека
Учеными впервые показано, что бактерии способны перепрограммировать клетки, превращая их в подобие подвижных стволовых клеток, используемых для проникновения в мышечную и нервную систему организма. Эксперимент проводился на мышах. В ходе исследования ученые внедрили бактерии в глиальные клетки мозга, которые ..
2013-01-21 2500 0 Научные открытия
0