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

Южная Корея представила суперкомпьютер Hangang, который в 24 раза мощнее предшественника

Южная Корея представила суперкомпьютер Hangang, который в 24 раза мощнее предшественника

Игровой монитор ASUS TUF остановил пулю и, возможно, спас жизнь геймеру

Игровой монитор ASUS TUF остановил пулю и, возможно, спас жизнь геймеру

Starlink и Starshield: чем отличаются две спутниковые сети SpaceX

Starlink и Starshield: чем отличаются две спутниковые сети SpaceX

Meta* создала человекоподобного робота Max для помощи людям в быту

Meta* создала человекоподобного робота Max для помощи людям в быту

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе