название
Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости
28.08.2017 262 0 Bimbom1

Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости

Наука и Техника
Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости



Марганцево-цинковые аккумуляторы (Zn-Mn) удалось усовершенствовать. Созданный прототип может выдержать намного больше циклов заряда, чем привычные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы, при том что стоимость их производства примерно одинаковая. Новый аккумулятор создан из безопасных для экологии компонентов, а также отличается высокой плотностью хранения энергии.

Лавры открытия принадлежат сотрудникам Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории при Министерстве энергетики США.

"Идея использования марганцево-цинковых элементов далеко не новая. Ее разрабатывали еще со второй половины 1990-х годов, пытаясь найти безопасную и дешевую альтернативу литий-ионным аккумуляторам, – сказал Джун Лиу (Jun Liu), сотрудник лаборатории. – Однако уже после нескольких циклов перезарядки первые прототипы выходили из строя. Мы предполагаем, что это происходило по причине дисбаланса химических элементов".

При сотрудничестве с Вашингтонским университетом (США) Лиу и его коллеги тщательно изучили эту проблему. Первоначальной целью исследования был поиск способов хоть небольшого увеличения срока службы этих элементов питания и исправление найденных ошибок в первых прототипах.

Литий-ионные батареи в последние годы стали главной темой научных работ по всему миру. И многие физики ошибочно верили, что электропроводные характеристики литиевых аккумуляторов можно считать универсальными. В литий-ионных батареях во время получения и передачи электроэнергии происходит процесс интеркаляции, когда ионы лития проходят сквозь атомную решетку электродов внутри аккумулятора.

Как оказалось, внутри марганцево-цинковых батарей происходят совершенно иные процессы. Здесь во время заряда начинается обратимая химическая реакция, во время которой образуется новое соединение – гидроксилсульфат цинка, а процессы в Zn-Mn-батареях скорее схожи с процессами в свинцово-кислотных аккумуляторах. С этого момента исследования перешли на более серьезный уровень с использованием средств рентгенографии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса и просвечивающей электронной микроскопии.

Оказалось, что новый элемент появляется в результате реакции положительно заряженных анодов оксида марганца с протонами водного электролита. В результате электроды оказались полностью покрыты этим новым соединением, из-за чего сильно пострадала электропроводность и в несколько раз уменьшилось количество рабочих циклов аккумулятора.

Скорость прохождения нежелательной реакции удалось замедлить, увеличив концентрацию марганца в электролитном растворе перед подачей энергии. Авторы изобретения утверждают, что емкость экспериментального прототипа составила 285 мАч на один грамм оксида марганца. Аккумулятор выдерживает 5 тыс. циклов перезаряда, при этом потери изначальной емкости составляют всего 8%.

Источник: Наука и Технологии|Изобретения| ИННОВАЦИИ|

Ученые создали мембрану для электромобилей Ученые создали мембрану для
Возможно, вы не знаете, что кактус имеет крошечные поры, которые открываются ночью, когда влажность, как правило, выше. Это позволяет кактусу
3D-печать научили делать распечатку металлов 3D-печать научили делать распечатку
3D-печать уже показала многое из того на что способна, однако, пока пределов совершенства нет и теперь ей прогнозируют еще большую славу. Команда
Скоростное преобразование солнечной энергии Скоростное преобразование солнечной
Скоростное преобразование солнечной энергии Институт фотоники Барселоны (ICFO) представил фотодетектор на основе графена, который преобразует
Какой срок использования косметики? Какой срок использования косметики?
Не всегда на упаковке можно найти информацию о сроке использования косметического средства. Для каждого вида есть свой срок использования, они
Построена диодная матрица для самого мощного лазера Построена диодная матрица для самого
Построена диодная матрица для самого мощного лазера Специалисты из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США) изготовили самую
Как устроен аккумулятор и  батарейка? Как устроен аккумулятор и батарейка?
Если аккумуляторные батареи используют чаще все в автомобилях, то обычные батарейки, мы вовсю применяем в быту и даже не задумываемся как же они
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив