| +44 голоса |
|
Группа ученых Северо-Западного университета (Эванстон, Иллинойс, США) под руководством профессора Гарольда Кунга (Harold H. Kung) предложила технологию, которая позволяет литий-ионным элементам питания удерживать заряд в 10 раз больше, и при этом заряжаться в 10 раз быстрее, чем современные образцы. Помимо усовершенствования батарей, используемых, например, в мобильных телефонах, разработка открывает путь к созданию более компактных аккумуляторов для автомобилей.
Параметры анода литиево-ионной батареи определяют, сколько ионов лития он может удерживать во время зарядки и насколько быстро способен их принять. Обычно анод производят из множества слоев графита, этот материал удерживает один атом лития на шесть атомов углерода. На протяжении длительного времени ученые ищут способ заменить углерод кремнием, который способен удерживать по четыре атома лития на каждый собственный атом. Проблема в том, что в процесс захвата и отдачи лития кремний сильно расширяется и сжимается, вследствие чего электрод быстро разрушается, и емкость элемента питания быстро падает.
Специалисты Северо-Западного университета предложили использовать для анода графено-кремниевый композит, в котором блоки атомов кремния расположены между листами графена, подвижность последних дает пространство для изменения объема электрода, при этом он не разрушается, а если блок кремния и распадется, то молекулы все равно останутся в аноде. Кроме того, в графеновых листах были сделаны отверстия диаметром 10-20 нм, эти «дыры» значительно повышают скорость диффузии ионов в композитный материал, тем самым сокращая время, необходимое на зарядку элемента питания. Как утверждает профессор Кунг, после 150 циклов перезарядки (для батарей мобильных аппаратов это соответствует примерно году работы), новый элемент питания был в пять раз эффективнее выпускаемых сегодня литий-ионных аккумуляторов.
Результаты исследований опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| +44 голоса |
|
