Супертонкий материал для аккумуляторов

07.10.2021

Американские ученые разработали сверхтонкий материал, который позволит создать инновационные батареи и другие устройства для преобразования энергии.

Профессор Северо-Западного университета Меркуриос Канадзидис в сотрудничестве с исследователями из Аргоннской национальной лабораторией искал сверхпроводник с необычными свойствами и неожиданно создал другой сверхматериал из серебра, калия и селениума (a-KAg3Se2). Его структура состоит из 4-х слоев, а толщина составляет всего 4 атома, что позволяет впервые изучать движение заряженных частиц в двумерном пространстве.

При помощи суперионных проводников заряженные ионы перемещаются в твердом материале так же свободно, как и в жидких электролитах, содержащихся в батареях. Такой материал легко проводит электричество, однако плохо проводит тепло, а значит почти не нагревается. Оба эти свойства делают суперионные проводники суперматериалами для устройств хранения и преобразования энергии.

Ученые сделали вывод об особых свойствах материала после того, как нагрели его до 232 и 315 градусов по Цельсию. Они заметили переход к более симметричной структуре из четырех слоев. Как оказалось, процесс обратим - достаточно снова снизить и повысить температуру. После перехода ионы серебра начали покачиваться точно также, как если бы находились внутри сильно соленого водного электролита - одного из самых быстрых ионных проводников, известных на данный момент.

Даже если материал, получивший название a-KAg3Se2, не смогут использовать для изготовления аккумуляторов, он пригодится для изучения поведения ионов и создания других 2D-материалов с высокой ионной проводимостью и низкой теплопроводностью.

Исследования суперионного материала могут быть полезны для разработки новых термоэлектриков, преобразующих тепло в электричество на электростанциях и даже из выхлопных газах автомобилей. Наработки предлагают также использовать для создания очистных мембран для фильтров и опреснения воды.

<< Назад: Биоэлектроника с питанием от человека 07.10.2021

>> Вперед: Копирование человеческого мозга в чип 06.10.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Серверный 3D-ускоритель Intel H3C XG310 14.11.2020 Компания Intel представила свой первый дискретный графический процессор для центров обработки данных. Intel Server GPU основан на микроархитектуре Xe-LP и разработан специально для облачной обработки Android-игр с высокой плотностью и низкими задержками, а также для потоковых мультимедийных стриминговых сервисов. По мере того, как в мире постоянно увеличивается количество интеллектуальных устройств и наблюдается экспоненциальный рост данных, происходит смещение акцента в вычислениях. Вместо одних только CPU все чаще используются смешения архитектур, таких как CPU, GPU, FPGA и других акселераторов. Intel в совокупности описывает это как XPU. Выпуск Intel Server GPU - это шаг на пути к эпохе XPU. При этом для раскрытия потенциала таких устройств требуются не только аппаратные решения, но и комплексный программный стек, в качестве которого предлагается наборов инструментов Intel oneAPI. Комбинация процессоров Intel Xeon Scalable, Intel Server GPU и открытого и лицензируемого ПО позволит получить преимущества в ряде серверных задач. Среди преимуществ, в том числе, называется низкая совокупная стоимость владения. Среди таких задач особо отмечаются облачные Android-игры, а также транскодирование и кодирование мультимедиа для потоковой передачи видео в реальном времени. Intel Server GPU на базе архитектуры Xe-LP является энергоэффективной дискретной системой-на-чипе с 128-битным интерфейсом и 8 ГБ выделенной памяти DDR4. Клиентам предлагаются карты расширения H3C с интерфейсом x16 PCIe Gen 3.0, объединяющие четыре отдельных системы-на-чипе Intel Server GPU. Такие карты позволяют одновременно поддерживать более 100 облачных Android-пользователей в стандартных системах с двумя картами и до 160 пользователей для определенных игр и серверных конфигураций. Такие устройства предназначены для применения в составе серверных систем, поддерживающих установку до четырех карт. При использовании Intel Server GPU для кодирования и декодирования мультимедиа поддерживаются стандарты AVC, HEVC, MPEG2, VP9 и AV1.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025