Обычная соль может улучшить аккумулятор — но не спешите солить свои гаджеты

Одним из серьезных недостатков современных типов аккумуляторных батарей является медленная зарядка. В масштабах смартфонов это не так критично, но если говорить об электромобилях — проблема серьезная. Решение нашлось благодаря каменной соли.

Одним из важнейших факторов, влияющих на повсеместное распространение электромобилей, является количество времени, необходимое для подзарядки транспортных средств, обычно работающих от литий-ионных аккумуляторов. Полная зарядка электромобилей может занять от нескольких часов до целой ночи ночи, в зависимости от метода зарядки. Это вынуждает водителей либо ограничивать поездки вдали от своих домов, либо искать "заправки", которые не так широко распространены.

Почему для полной зарядки аккумулятора требуется так много времени, даже если он используется для питания небольших устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки? Основная причина заключается в том, что устройства, и их адаптеры питания, сконструированы таким образом, что литий-ионные аккумуляторы заряжаются только с медленной контролируемой скоростью. Это функция безопасности, которая помогает предотвратить возгорание, и даже взрывы из-за крошечных жестких древовидных структур, называемых дендритами, которые могут образовываться внутри литиевой батареи во время быстрой зарядки и вызывать короткие замыкания внутри батареи.

Чтобы удовлетворить потребность в более практичной литий-ионной батарее, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego) работали с учеными из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), чтобы провести эксперименты по рассеянию нейтронов на новом типе материала, который может использоваться для более безопасной и быстрой зарядки аккумуляторов . Исследователи получили образцы оксида лития-ванадия (Li3V2O5), неупорядоченной каменной соли, похожей на поваренную соль, но с определенной степенью случайности в расположении ее атомов. Образцы помещались в мощный нейтронный пучок, что позволяло наблюдать активность ионов внутри материала после приложения напряжения.

Обычная соль может улучшить аккумулятор — но не спешите солить свои гаджеты

Материал продемонстрировал желаемые качества для многих аккумуляторных приложений, а именно: высокую скорость накопления заряда и его подготовку к использованию. Во время испытаний материал анода из каменной соли смог передать более 40 процентов своей энергоемкости всего за 20 секунд. Быстрая зарядка и разрядка возможны, потому что материал каменной соли может циклически перемещать два иона лития в свободные места в своей кристаллической структуре и выходить из них.

Использование нейтронографических методов в ORNL позволило исследвоателям понять, как ведут себя ионы, когда мы прикладываем напряжение к материалам. Нейтроны могут легко отслеживать ионы лития и атомы кислорода внутри анода из каменной соли, а использование прибора VULCAN в источнике нейтронов расщепления (SNS) ORNL обеспечило необходимый нам высокий поток нейтронов и разрешение.

VULCAN разработан для нейтронных исследований деформации, фазовых превращений, остаточных напряжений, текстуры и микроструктур в конструкционных материалах.

Исследователи показали, что анод из каменной соли может быть задействован более 10 000 раз с незначительным снижением емкости. Такая долговечность была бы важна для широкого использования.

После проведения всесторонних тестов, при посредничестве Калифорнийского университета, была создана компания Tyfast, которая займется разработкой первых образцов аккумуляторов и зарядных устройств. Первоначально работа будет вестись с разработчиками электрических автобусов.

Читайте также

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте