Электромобили будут заряжаться за минуты

Ученые приблизились к аккумуляторам будущего.

Исследователи разработали метод создания стабильных, безопасных и доступных аккумуляторов, которые позволят заряжать электромобили за считанные минуты и балансировать энергосистемы, работающие на возобновляемых источниках энергии.

Новое исследование проливает свет на последние достижения в разработке многослойных структур щелочных металлов, таких как литий, натрий и калий, в углеродных анодных материалах. Об этом пишет Tech Xplore.

Как отмечают в издании, ранее считалось, что ионы образуют только одноатомные слои в углеродных материалах батарей, таких как графит. Однако в 2018 году исследователи использовали высокоточный электронный микроскоп и обнаружили новую конфигурацию со сверхплотными многоатомными слоями лития, образующимися между двумя слоями графена.

Это открытие положило начало новой области исследований, показав, что такие плотные «сэндвичи» можно изготавливать не только из лития, но и из других, более доступных металлов, таких как натрий. Эти многослойные структуры можно встраивать в различные формы углерода, включая упорядоченный графен, неупорядоченный твердый углерод и нестандартные углеродные сферы.

Согласно теоретическим расчетам, графеновый анод с четырьмя литиевыми слоями может иметь до трех раз большую емкость, чем самый современный графитовый анод. Кроме того, наноканалы и поры, специально разработанные для углеродной матрицы, действуют как «супермагистраль» для ионов. Например, благодаря этому натрий-ионные аккумуляторы на основе твердого углерода сохранили 83% своей емкости после 3000 циклов сверхбыстрой зарядки.

Новая технология также решает проблему возгорания аккумуляторов. Она заставляет металл оседать и растворяться внутри стабильного углеродного каркаса, а не опасно на его поверхности, что устраняет риск короткого замыкания.

По словам ученых, их исследование открывает новые горизонты в энергетическом материаловедении. Команда систематизировала факты, которые доказывают, что ионы можно «упаковывать» в углерод гораздо плотнее, чем считалось ранее.

«На следующем этапе нам нужно перейти от уникальных лабораторных образцов к экономически эффективному и надежному промышленному производству. Сочетание вычислительной науки, передовой аналитики, искусственного интеллекта и химического синтеза обеспечивает инструментарий для превращения этого прорывного исследования в коммерческие продукты, которые будут формировать будущее энергетики», — сказал соавтор исследования.

Вы можете поддержать сайт Charter97.org следующим образом:

РАСЧЕТНЫЙ МУЛЬТИВАЛЮТНЫЙ СЧЕТ ДЛЯ ПОЖЕРТВОВАНИЙ:

Название банка: Bank Millennium S.A.
Адрес: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Название владельца счета: Fundacja “KARTA ‘97”
Назначение платежа: Darowizna na cele statutowe

Связаться с нами можно по адресу [email protected]