Новый электролит для безопасных литий-металлических аккумуляторов

12.04.2026

Улучшение систем хранения энергии становится ключевым фактором для перехода к устойчивой энергетике и широкого распространения электротранспорта. В центре этих технологий находятся аккумуляторы, эффективность и безопасность которых определяют возможности всей отрасли. Одним из наиболее перспективных направлений считаются литий-металлические батареи, однако их практическое применение долгое время сдерживалось рядом фундаментальных проблем.

Существенный шаг к их решению сделали исследователи из Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) совместно с Шанхайским университетом Цзяотун. Им удалось разработать новый материал, способный повысить надежность и эффективность аккумуляторов. Речь идет о монокристаллическом электролите, созданном на основе боратных органических ковалентных структур, известных как COF.

Ключевым элементом разработки стала структура COF-303, которая используется в качестве шаблона для формирования строго упорядоченных каналов переноса ионов. Такой подход позволяет направлять движение ионов лития с высокой точностью и снижать вероятность возникновения нестабильных процессов внутри аккумулятора. В отличие от традиционных материалов, новая структура обеспечивает более предсказуемое и равномерное поведение системы.

Одной из главных проблем литий-металлических аккумуляторов является образование дендритов - острых кристаллических наростов лития, которые могут вызывать короткие замыкания и приводить к выходу батареи из строя. Новый электролит позволяет существенно снизить вероятность их появления за счет равномерного осаждения лития и устранения локальных перегрузок.

Важным преимуществом монокристаллической структуры является отсутствие границ зерен, характерных для поликристаллических материалов. Именно на этих границах обычно возникает дополнительное сопротивление, ухудшающее проводимость и стабильность. Устранение этого фактора позволяет добиться более высокой эффективности переноса заряда и повысить общую надежность системы.

Экспериментальные результаты подтверждают эффективность предложенного решения. Материал демонстрирует ионную проводимость на уровне 8,1 мСм/см при комнатной температуре, что является высоким показателем для подобных систем. В полноценных аккумуляторах с катодами из литий-железо-фосфата (LiFePO4) удалось сохранить 91,8% емкости после 600 циклов зарядки, что свидетельствует о хорошей долговечности.

Особенно примечательна достигнутая кулоновская эффективность, которая составила 99,98%. Это означает, что потери энергии в процессе зарядки и разрядки сведены к минимуму. Дополнительные испытания показали стабильную работу системы на протяжении более 2000 часов, подтверждая ее надежность в длительной перспективе.

По словам профессора Юнсоба Кима, устранение структурных дефектов в материале играет решающую роль в создании безопасных и эффективных систем хранения энергии. В конечном итоге подобные разработки могут ускорить внедрение литий-металлических аккумуляторов в электромобили и крупные энергетические сети.

<< Назад: Бытовые звуки пугают собак 12.04.2026

>> Вперед: Закрытые глаза мешают слышать 11.04.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Томаты растут и вялятся на ветке 13.02.2024 Израильская компания по пищевым технологиям Supree разработала уникальный сорт томатов, у которого кожица имеет микроскопические трещины. По мере созревания эти трещины расширяются, позволяя естественно испаряться влаге из плода. Таким образом, томаты могут вялиться прямо на растении, не требуя дополнительной обработки, такой как нарезка и соление, привычной для традиционных сортов. В процессе вяления нового сорта томатов они теряют около 80% своего первоначального веса, что позволяет концентрировать вкус, антиоксиданты и другие питательные вещества в оставшихся 20%. Эти томаты можно также сушить, замораживать и хранить до года без добавления консервантов, при этом сохраняя свой вкус, текстуру и питательную ценность. В настоящее время Supree сосредотачивается на поставке томатов непосредственно корпоративным клиентам в пищевой промышленности. Компания также работает над механизированной системой сбора урожая, которая должна снизить стоимость томатов, а также может быть адаптирована для других видов самовялящихся культур, таких как сладкий перец. Открытие нового вида томатов, способных вялиться прямо на растении, представляет собой революцию в области сельского хозяйства и пищевой промышленности. Этот инновационный подход к производству и хранению продуктов открывает новые перспективы для улучшения качества и доступности свежих овощей, обогащая нашу пищевую культуру и поддерживая здоровый образ жизни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026