|
|
|
5737 7 2 0 |
|
Опции темы | Поиск в этой теме |
29.03.2011, 12:29 | 1 |
Администратор
Регистрация: 17.05.2010 Адрес: Москва
Сообщений: 18904
Сказал(а) спасибо: 4325
Поблагодарили: 10615 раз(а) в 2535 сообщениях
|
Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
Леонид Попов, 22 марта 2011
На поперечном сечении нового электрода хорошо видна регулярная сотовая структура (фото Huigang Zhang, Xindi Yu, Paul V. Braun/ Nature Nanotechnology). Очень быстрая зарядка и высокая удельная мощность — конёк конденсаторов. Но они вмещают мало энергии. Батареи, напротив, обладают отличной ёмкостью, но не позволяют быстро себя «заправить». Совместить темп заряда, как у конденсаторов, с ёмкостью аккумуляторов удалось американским физикам. Исследователи из университета Иллинойса (UIUC) разработали трёхмерный катод с наноструктурой, позволяющий химическим батареям принимать и отдавать энергию с колоссальной скоростью. Как рассказывает Green Car Congress, на основе этого катода исследователи построили опытные устройства с литиево-ионной и никель-металлогидридной химией, которым удалось «скармливать» ток величиной до 400C и 1000C соответственно. Напомним, 1C — это зарядный ток, численно равный ёмкости батареи в ампер-часах, он примерно соответствует времени заправки в один час. (Таким образом, при токе 1000C на заправку нужно в тысячу раз меньше времени.) Профессор Пол Браун (Paul Braun, в центре) возглавлял группу создателей чудо-электрода, в которую также вошли Синьди Юй (Xindi Yu, слева) и Хуэйган Чжан (Huigang Zhang) (фото L. Brian Stauffer). Достигнутый показатель на один-два порядка превосходит темп заряда, который могут позволить себе батареи с похожими по составу, но цельными электродами. В своей статье в Nature Nanotechnology авторы эксперимента сообщают, что на базе такого катода можно сконструировать, к примеру, литиевые батареи, способные заряжаться на 90% за 2 минуты. Столь быстрая зарядка и быстрая отдача энергии (высокая выходная мощность) позволит создать импульсные лазеры и дефибрилляторы, которым не требуется передышка на накопление энергии для очередного «выстрела». А электромобили смогут отправляться в дальние поездки: даже если запаса электричества в аккумуляторах не хватит на всю дорогу, зарядка на ближайшей станции займёт не больше пяти минут. Кроме того, учёные прогнозируют появление мобильников, способных заряжаться за секунды. Схема батареи с трёхмерным высокопористым катодом и пути зарядов в нём. Ниже: схема производства электрода. Серым показаны временные микросферы, зелёным — металл, жёлтым — активная масса. Справа: электрод на разных стадиях формирования, снимки с электронного микроскопа (иллюстрации Huigang Zhang, Xindi Yu, Paul V. Braun/ Nature Nanotechnology). Необычный электрод исследователи изготовили следующим образом (смотрите рисунок выше). На поверхности была выложена решётка из крошечных сфер, упакованных вплотную друг к другу. Пространство между сферами учёные заполнили металлом. Далее сферы были растворены. Новый катод при большом увеличении. Здесь он заполнен литированным диоксидом марганца (фото Huigang Zhang, Xindi Yu, Paul V. Braun/ Nature Nanotechnology). Так получились пористые трёхмерные металлические леса. При помощи электролитической полировки часть металла была удалена, а поры увеличены в размерах. После этого электрод заполнили активным веществом. Оно образовало на поверхности пор тонкую плёнку, в которой обеспечивалась высокая подвижность ионов, в то время как металл служил для скоростного транспорта электронов. (Подробности также можно найти в пресс-релизе университета.) Создатели «бинепрерывного трёхмерного электрода» особо отмечают, что он пригоден для батарей практически с любой химией. Это необязательно будут литиевые или никелевые аккумуляторы. Как только учёные придумают в этой области что-то перспективное, высокопористый металлический катод можно попробовать приспособить и для этой новинки. |
29.03.2011, 16:08 | 2 |
закрыто
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
я уже хочу электромобиль, который можно зарядить за 5 минут
|
29.03.2011, 16:43 | 3 |
Ветеран Фонарёвки
Регистрация: 20.05.2010 Последняя активность: 23.02.2024 22:41 Адрес: Дефолтсити
Сообщений: 2246
Сказал(а) спасибо: 288
Поблагодарили: 200 раз(а) в 150 сообщениях
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
Ёмкость батареи а/м например 25квт/ч
Для 5 минутного заряда получаем 500квт При напряжении 1000в (например) - 500а AWG OOOO допускает чуть больше 300а и имеет диаметр 11мм.. Многовато.. Да и где взять такую можность в одной точке.. |
29.03.2011, 17:16 | 4 |
Начитанный пони
Регистрация: 25.11.2010 Последняя активность: 31.10.2016 03:47 Адрес: Москва
Сообщений: 6822
Записей в дневнике: 18 Сказал(а) спасибо: 1790
Поблагодарили: 1363 раз(а) в 892 сообщениях
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
Где взять "можность" - не проблема, батарея конденсаторов с заправкой "от розетки". А вообще интересная новость же.
__________________
Всё написанное может быть ошибочно. Who needs calories when you can have lumens? |
29.03.2011, 18:36 | 5 |
Регистрация: 10.09.2010 Последняя активность: 07.01.2021 02:22 Адрес: Норильск
Сообщений: 5701
Сказал(а) спасибо: 1055
Поблагодарили: 1409 раз(а) в 862 сообщениях
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
В 1986 (дай бог памяти) году, в журнале "Наука и жизнь" была статья о создании конденсатора из вспененого углерода, заряжался он мнгновенно, а разряжался как аккумулятор. Поражала цена, вспенить углерод с одинаковыми "пузырьками" оказалость сложно и дорого. Теперь мы выращиваем нано-трубки из углерода и можем, наверное, повторить эксперимент. Интересно, сколько будет стоить вспененый металл?
|
29.03.2011, 18:53 | 6 |
закрыто
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
этой лаборатории в штатах повезло - сейчас они получат хороший грант на разаботки и мы забудем об этой истории на нескольк лет точно. Так рабтают все лабы - сначала нужно попасть в журнал, а потом спокойно работать и думать как это все поставить на ноги. Как история с графеном - уникальный материал, но получен был просто сортировкой под микроскопом пластин графита. Зафиксировали результат, замерили свойства, все - премия в кармане, гранты обеспечены. А как его синтезировать в лабораторных условиях, а тем более в производстве - это никто не знает. Тут очень похожая история - собрали материал вручную по шарикам. Получили нано-кусочек, потестировали его на проводимость - и получилась хорошая история.
|
29.03.2011, 20:37 | 7 |
Начитанный пони
Регистрация: 25.11.2010 Последняя активность: 31.10.2016 03:47 Адрес: Москва
Сообщений: 6822
Записей в дневнике: 18 Сказал(а) спасибо: 1790
Поблагодарили: 1363 раз(а) в 892 сообщениях
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
Уже давно ясно, что без наносборщиков и серой слизи весь прогресс топчется на месте.
|
31.03.2011, 01:59 | 8 |
Велофароманьяк
|
Re: Испытаны электроды для батарей с зарядкой за несколько секунд
Цитата:
|