Калькулятор расчёта стоимости потребляемой электроэнергии
Новые наногели приблизят отказ от литий-ионных аккумуляторов
Ученые из МГУ ИМ. М.В. Ломоносова разработали наногели для улучшения технических, эксплуатационных характеристик поточных аккумуляторов. Также инновация, предложенная специалистами Московского государственного университета, позволит в дальнейшем значительно снизить стоимость производства таких изделий.
Почему литий-ионные АКБ уходят в прошлое?
Показатели потерь емкости у данных энергетических накопителей: 10-15% в год. У них ограничен диапазон рабочих температур и низкая устойчивость к высокотемпературным, механическим воздействиям. Наиболее эффективными вариантами замены литий-ионных АКБ признаны проточные аккумуляторы. Но масштабному внедрению вторых препятствует использование в их производстве достаточно дорогих солей ванадия. Последние, в свою очередь, представляют значительную опасность для окружающей среды и жизни, здоровья людей.
Наногели обеспечивают надежное функционирование АКБ
Работа каждой проточной батареи основана на процессах окисления (отдачи электронов) и восстановления (принятия электронов) в жидкостях, наполняющих 2 емкости (разделенные между собой мембраной). Данным АКБ не требуются системы охлаждения. Способность таких устройств к регенерации накопленной энергии сохраняется даже после 10 тыс. циклов зарядки-разрядки.
Использование органических водорастворимых наногелей, предложенных учеными в качестве электроактивных компонентов, не потребует внесения изменений в алгоритмы функционирования проточных энергетических накопителей. Процессы окисления и восстановления у данных соединений, полученных путем синтеза, обратимые.
Согласно опубликованной в официальном рецензируемом научном журнале Международного общества электрохимии «Electrochimica Acta» информации об исследовании, необходимую скорость окислительных и восстановительных процессов наногели обеспечивают даже тогда, когда концентрация их частиц составляет 50% от общего содержания органических молекул в электроактивном растворе. Этого вполне достаточно для надежного, безопасного функционирования проточных АКБ.
Следующий шаг: создание прототипов новых аккумуляторов
Схематически процесс изготовления наногелей выглядит так: посредством химического синтеза органических молекул ученые получают наноразмерные полимерные сетки и потом задают таким «конструкциям» необходимые свойства, присоединяя к ним окислительно-восстановительные группы атомов. Проверку же эффективности полученных веществ экспериментаторы осуществляют в водной среде.
Следует уточнить, что стоимость растворимых в воде полимерных составов невысокая. Как прокомментировала соавтор исследования, доцент физического факультета МГУ Елена Кожунова, эксперименты в данном направлении продолжатся. Усилия ученых нацелены на поиск оптимальных химических соединений для изготовления электроактивных наногелей. Такие разработки позволят производить экологичные АКБ в промышленных масштабах. И ученые из МГУ планируют вскоре разработать прототип водного аккумулятора нового поколения.
array(58) { ["ID"]=> string(4) "3271" ["~ID"]=> string(4) "3271" ["TIMESTAMP_X"]=> string(19) "21.12.2017 01:54:47" ["~TIMESTAMP_X"]=> string(19) "21.12.2017 01:54:47" ["MODIFIED_BY"]=> string(1) "1" ["~MODIFIED_BY"]=> string(1) "1" ["DATE_CREATE"]=> string(19) "29.11.2017 03:07:05" ["~DATE_CREATE"]=> string(19) "29.11.2017 03:07:05" ["CREATED_BY"]=> string(1) "1" ["~CREATED_BY"]=> string(1) "1" ["IBLOCK_ID"]=> string(3) "177" ["~IBLOCK_ID"]=> string(3) "177" ["IBLOCK_SECTION_ID"]=> NULL ["~IBLOCK_SECTION_ID"]=> NULL ["ACTIVE"]=> string(1) "Y" ["~ACTIVE"]=> string(1) "Y" ["GLOBAL_ACTIVE"]=> string(1) "Y" ["~GLOBAL_ACTIVE"]=> string(1) "Y" ["SORT"]=> string(3) "300" ["~SORT"]=> string(3) "300" ["NAME"]=> string(38) "Благотворительность" ["~NAME"]=> string(38) "Благотворительность" ["PICTURE"]=> NULL ["~PICTURE"]=> NULL ["LEFT_MARGIN"]=> string(1) "5" ["~LEFT_MARGIN"]=> string(1) "5" ["RIGHT_MARGIN"]=> string(1) "6" ["~RIGHT_MARGIN"]=> string(1) "6" ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "1" ["~DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "1" ["DESCRIPTION"]=> string(0) "" ["~DESCRIPTION"]=> NULL ["DESCRIPTION_TYPE"]=> string(4) "text" ["~DESCRIPTION_TYPE"]=> string(4) "text" ["SEARCHABLE_CONTENT"]=> string(40) "БЛАГОТВОРИТЕЛЬНОСТЬ " ["~SEARCHABLE_CONTENT"]=> string(40) "БЛАГОТВОРИТЕЛЬНОСТЬ " ["CODE"]=> string(17) "blagotvoritelnost" ["~CODE"]=> string(17) "blagotvoritelnost" ["XML_ID"]=> string(4) "3771" ["~XML_ID"]=> string(4) "3771" ["TMP_ID"]=> NULL ["~TMP_ID"]=> NULL ["DETAIL_PICTURE"]=> NULL ["~DETAIL_PICTURE"]=> NULL ["SOCNET_GROUP_ID"]=> NULL ["~SOCNET_GROUP_ID"]=> NULL ["LIST_PAGE_URL"]=> string(12) "/o-kompanii/" ["~LIST_PAGE_URL"]=> string(12) "/o-kompanii/" ["SECTION_PAGE_URL"]=> string(30) "/o-kompanii/blagotvoritelnost/" ["~SECTION_PAGE_URL"]=> string(30) "/o-kompanii/blagotvoritelnost/" ["IBLOCK_TYPE_ID"]=> string(5) "about" ["~IBLOCK_TYPE_ID"]=> string(5) "about" ["IBLOCK_CODE"]=> string(0) "" ["~IBLOCK_CODE"]=> string(0) "" ["IBLOCK_EXTERNAL_ID"]=> string(3) "187" ["~IBLOCK_EXTERNAL_ID"]=> string(3) "187" ["EXTERNAL_ID"]=> string(4) "3771" ["~EXTERNAL_ID"]=> string(4) "3771" }
Комментарии: