Калькулятор расчёта стоимости потребляемой электроэнергии
Найдены энергоэффективные материалы для аналогов АКБ Li-ion
Благодаря обнаруженному учеными новому классу веществ должна ускориться разработка недорогих безопасных металл-ионных энергетических накопителей. Эта научная работа получила грант Президентской программы Российского научного фонда, что дополнительно подтверждает ее значимость на государственном уровне.
О недостатках аккумуляторов Li-ion
Такие АКБ давно нашли широкое применение в мобильных устройствах, ноутбуках, беспилотных аппаратах, электромобилях и т. д. Однако стоимость производства литий-ионных аккумуляторов постоянно растет. Это связано с тем, что ресурсы хлорида лития на планете (его добывают на солончаках) не являются возобновляемыми. Удорожание сырья, в свою очередь, влечет за собой рост цен на производимую с его применением продукцию.
Следует учесть, что аккумуляторы Li-ion имеют и существенные недостатки. Данные устройства чувствительны к низким температурам, пожароопасны и быстро утрачивают функциональность под воздействием механических ударов. Такие аккумуляторы выходят из строя из-за старения. Закономерно, что ученые давно заняты поисками более бюджетных, безопасных и мощных энергетических устройств.
Выявлены 16 химических соединений
Наиболее перспективные аналоги энергетических накопителей Li-ion: мультивалентные металл-ионные аккумуляторы. Функционирование данных АКБ не требует существенных затрат на хранение энергии. Главный сдерживающий фактор для внедрения в массовое производство металл-ионных аналогов: отсутствие ионных проводников. Последние выполняют одновременно 2 функции: электродов и электролитов.
Новое исследование, чьи результаты опубликованы в научно-исследовательском рецензируемом журнале Королевского химического общества Великобритании «Physical Chemistry Chemical Physics», позволили ученым определить 16 комбинаций химических элементов — ионных проводников, обладающих максимальными показателями проводимости. Среди них и новый класс материалов. Всего же для получения такого результата химики Московского физического института, Самарского государственного медицинского университета и германской Фрайбергской горной академии проанализировали характеристики более чем 1500 химических соединений и произвели расчеты различные параметров, свойственных каждому веществу: от затрат энергии на активацию, коэффициентов диффузии ионов до показателей проводимости.
Следующие шаги: эксперименты и создание прототипа
Недавно открытые кристаллические материалы имеют структурный класс La3CuSiS7. Если сравнивать с аналогами, то у вторых ионная проводимость в 10-100 раз ниже, чем у обнаруженной группы веществ. Как подчеркнул в своем комментарии руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, сотрудник Самарского ГМУ Артем Кабанов, именно теоретические методы помогли ученым выявить наиболее перспективные материалы для разработки моделей новых АКБ. Следующим же шагом научной работы станут эксперименты с наиболее эффективными химическими соединениями, обладающими максимально высокими показателями катионной проводимости. И тогда на основании полученных данных специалисты смогут приступить к созданию прототипа инновационного мультивалентного металл-ионного аккумулятора.
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: