Натрий-ионная батарея очищает морскую воду

09.10.2025

Проблема эффективного и экологически безопасного хранения энергии становится все более актуальной на фоне растущего спроса на аккумуляторы и перехода к возобновляемым источникам. Литий-ионные батареи, несмотря на свою популярность, сопряжены с высокой стоимостью и значительным вредом для окружающей среды при добыче сырья. Поэтому ученые по всему миру активно ищут альтернативы. Одной из самых перспективных разработок последних лет стала работа исследователей из Университета Суррея в Великобритании, предложивших необычное и одновременно гениальное решение для натрий-ионных аккумуляторов.

Команда ученых под руководством доктора Даниэля Коммандера обнаружила, что сохранение воды в структуре одного из компонентов батареи, а не ее удаление, как делалось ранее, приводит к существенному росту эффективности устройства. Это простое изменение позволило батарее заряжаться быстрее, дольше удерживать заряд и демонстрировать повышенную стабильность в течение более чем 400 циклов зарядки.

Материал, ставший центром исследования, называется натрий-ванадиевый оксид (NaVO). Обычно его нагревают, чтобы удалить влагу, считая воду вредной для электрохимических процессов. Однако, оставив воду в структуре, ученые получили соединение NVOH - натрий-ванадат-гидрат, - которое показало значительно лучшие результаты. В лабораторных испытаниях этот материал смог накопить почти вдвое больше энергии, чем стандартные натрий-ионные аналоги.

"Наши результаты были совершенно неожиданными, - признался доктор Коммандер. - Мы просто решили проверить, что произойдет, если не удалять воду. Оказалось, что именно она способствует улучшению характеристик батареи". Это открытие не только меняет подход к проектированию натрий-ионных аккумуляторов, но и указывает на важность переосмысления традиционных технологических процедур.

Не менее удивительным стало и другое наблюдение: NVOH способен стабильно работать даже в соленой воде, где большинство батарей теряют эффективность. Более того, во время экспериментов материал не только сохранял способность к накоплению энергии, но и фактически очищал воду. Графитовый электрод в процессе зарядки извлекал из раствора хлориды, что приводило к частичному опреснению морской воды.

Такой эффект открывает совершенно новую перспективу - объединение технологий хранения энергии и очистки воды. В будущем подобные системы смогут использовать морскую воду как природный электролит, одновременно производя пресную воду и обеспечивая стабильное накопление энергии. Это решение не только снижает стоимость производства батарей, но и делает их экологически безопаснее.

Работа Университета Суррея демонстрирует, что натрий может стать достойной альтернативой литию. Этот элемент гораздо доступнее, его добыча требует меньше ресурсов и не наносит столь серьезного ущерба экосистемам. Если результаты исследований подтвердятся в промышленных условиях, натрий-ионные батареи смогут заменить литий-ионные в электромобилях, системах хранения энергии для солнечных и ветряных станций, а также помочь в решении проблемы нехватки пресной воды.

<< Назад: Мужской мозг стареет быстрее, чем женский 09.10.2025

>> Вперед: Гибкий имплант для точечной терапии 08.10.2025

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 Третий глаз лягушки 07.08.2006 В зоологической лаборатории колледжа индийского городка Биканер живут более пятидесяти трехглазых лягушек. Эти странные амфибии подтверждают давнюю гипотезу о том, что эпифиз (шишковидная железа мозга) по своему происхождению связан с глазами, способен реагировать на свет, а при определенных условиях может превратиться в глаз. Согласно учению йогов, этот третий, "духовный", глаз можно развить, приобретя благодаря ему способность к ясновидению. Однако зоолог Умбракаш Джангир обнаружил, что если удалить у головастиков глаза и добавить в воду витамин A, то через десять дней эпифиз превращается в глаз. Пересаживая эпифиз головастиков взрослым лягушкам и вводя им витамин A, зоолог без всякой йоги получил трехглазых амфибий и доказал связь эпифиза с глазами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025