Магниевые батареи будущего

16.06.2026

Исследователи из японского Университета Тохоку представили инновационный подход, который способен радикально изменить ситуацию в этой области. Благодаря новому магниево-оловянному сплаву срок службы таких батарей удалось увеличить более чем в 400 раз по сравнению с предыдущими разработками.

В лабораторных испытаниях новый материал продемонстрировал стабильную работу на протяжении более 1300 часов без заметной деградации. Этот результат, который еще несколько лет назад казался практически недостижимым для магниевых систем, открывает новые горизонты для практического применения технологии. Ученые подчеркивают, что ключ к успеху заключался не в полном устранении нежелательных химических реакций на границах электродов, а в их грамотном контроле и использовании для повышения общей стабильности батареи.

Магниевые батареи давно привлекают внимание разработчиков благодаря целому ряду преимуществ. Они значительно дешевле в производстве, обладают повышенной безопасностью, поскольку меньше подвержены риску перегрева и возгорания, а также считаются более экологичными по сравнению с литиевыми аналогами. Однако главная проблема, которая долгое время сдерживала их коммерциализацию, заключалась в нестабильности интерфейсов между электродами и электролитом. Эти реакции приводили к быстрому разрушению материалов и снижению ресурса батареи.

Японские специалисты предложили принципиально иной подход. В основе их разработки лежит анод из магниево-оловянного сплава (Mg-Sn). При добавлении олова в магний образуется стабильное интерметаллическое соединение Mg2Sn. Именно это соединение обеспечивает равномерное распределение ионов магния во время циклов зарядки и разрядки, предотвращая локальные перегрузки, которые обычно вызывают деградацию структуры материала. В результате значительно повышается стабильность циклов и общая долговечность аккумулятора.

Такой механизм фактически превращает слабое место системы в ее преимущество. Вместо того чтобы бороться с неизбежными интерфейсными реакциями, ученые научились направлять их в нужное русло. Это позволило добиться баланса между стабильностью и эффективным транспортом ионов магния. Специалисты отмечают, что подобная стратегия может оказаться более перспективной, чем традиционные попытки полной изоляции или подавления реакций внутри батареи.

Результаты исследования уже вызвали значительный интерес в научном сообществе. Профессор Хао Ли из Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) Университета Тохоку подчеркнул, что контролируемое управление интерфейсными процессами открывает путь к созданию более предсказуемых и надежных систем хранения энергии. Этот подход потенциально применим не только к магниевым батареям, но и к другим альтернативным технологиям аккумуляторов.

С инженерной точки зрения такое изменение парадигмы - от борьбы с химическими процессами к их точному управлению - может стать основой для настоящей технологической революции в энергетике. Если разработка удастся вывести из лаборатории на промышленный уровень, она способна существенно повлиять на рынки электромобилей, портативной электроники, а также систем накопления энергии из возобновляемых источников.

<< Назад: Квантовый сенсор для обнаружения альтермагнетиков 16.06.2026

>> Вперед: Дефицит холина влияет на работу мозга 15.06.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Компактный городской электромобиль Microlino Lite 05.03.2024 На Женевском автосалоне компания Micro представила серийную версию своего новаторского двухместного электромобиля Microlino Lite, предназначенного для городских перемещений по узким и оживленным улицам. Microlino Lite идеально подходит для ежедневных поездок в городе, быстрых походов на рынок, доставки детей в школу и перевозки домашних питомцев. За счет своих компактных размеров на одно место для парковки в городе можно разместить целых три Microlino Lite, что делает его удобным решением для загруженных городов. В некоторых странах даже подростки в возрасте от 14 лет могут управлять таким электромобилем, имея права на управление мопедом. Microlino Lite, имеющий металлическую монококовую конструкцию, представляет собой транспортное средство класса L6e, что позволяет управлять им лицам, имеющим права на управление мопедом класса AM. Электромобиль развивает скорость до 45 км/ч и оснащен люком в крыше и 230-литровым багажником. В базовой комплектации Microlino Lite оснащен батареей емкостью 5,5 кВтч, обеспечивающей примерно 100 км автономного пробега. Также доступна батарея емкостью 11 кВтч, увеличивающая дальность до 177 км. Батарея емкостью 5,5 кВтч может быть заряжена от 0 до 80% всего за 2 часа от зарядного устройства Type 2 мощностью 2,2 кВтч, в то время как более крупная батарея требует около 4 часов. Microlino Lite будет доступен в аренду по начальной ставке в 149 швейцарских франков в месяц за 48 месяцев при пробеге 5000 км в год. Это приблизительно вдвое больше, чем стоит подписка на электровелосипед Swapfiets. Автомобиль появится в Европе уже этим летом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026