Прототип анода для натрий-ионных батарей

31.12.2013

Группа исследователей из Института общей и неорганической химии РАН совместно с коллегами из Сингапура и Израиля создали новый материал, который можно использовать для изготовления анодов для натрий-ионных батарей. Такие батареи в будущем могут заменить литий-ионные аккумуляторы, получившие распространение сегодня.

Химики из возглавляемой Татьяной Трипольской лаборатории нашли способ создания слоя сульфида сурьмы из так называемых пероксокомплексов. Ученые называют так соединения различных веществ с группой OOH (сотрудники лаборатории Трипольской сосредоточились на элементах p-группы, в основном, на сурьме и олове). Эта группа является фактически молекулой перекиси водорода (H2O2, H-O-O-H), от которой отделен один атом водорода.

В ходе эксперимента графеновые чешуйки были покрыты тонким слоем сульфида сурьмы. Эти чешуйки применили в композиционном материале для электродов батареи, при этом вместо распространенной сегодня литий-ионной технологии ученые проводили эксперимент с натрием.

Натрий-ионные аккумуляторные батареи могут иметь по сравнению литиевыми одно значительное преимущество: запасов натрия на Земле очень много. К примеру, этот элемент образует поваренную соль. В теории натриевые аккумуляторы могли бы оказаться дешевле литиевых, однако ионы натрия не встраиваются в обычные графитовые электроды (либо электроды из другого доступного материала).

В своей работе исследователи показали, что для ионов натрия подходит сульфид сурьмы, причем нет необходимости делать из него электроды целиком. Контрольные измерения показали, что новые электроды могут накапливать до 730 мА·ч на грамм. По оценкам химиков, сурьмяно-сульфидная технология может помочь "подтянуть" натрий-ионные батареи на уровень, вполне сопоставимый с литий-ионными батареями.

"Данный метод получения композиционного материала не требует специального оборудования и очень прост в аппаратурном оформлении" - сообщил в беседе с журналистами Петр Приходченко, один из авторов работы. "Он очень дешев и прост в аппаратурном оформлении, не требует больших энергозатрат, не дает токсичных отходов, а также может легко масштабироваться в реальное производство" - сказал он.

<< Назад: Постоянный Интернет в автомобиле 31.12.2013

>> Вперед: Новая система беспроводной передачи энергии 30.12.2013

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 Масса черной дыры 17.05.2016 В центре многих галактик существуют сверхмассивные черные дыры, масса некоторых из них оценивается в миллиарды масс Солнца. Изучая эволюцию галактик, астрофизики обращают особое внимание на отношение массы галактики к массе черной дыры. Чтобы определить массу сверхмассивной черной дыры, надо измерить силу ее гравитационного влияния на окружающие звезды и облака газа и пыли. Для этого исследуют их движение в непосредственной близости от черной дыры, поскольку на значительном удалении от нее большой вклад в гравитацию вносят другие звезды и темная материя. Ведь, несмотря на свою гигантскую массу, в масштабах галактики черная дыра всего лишь песчинка в центре, ее доля в общей массе галактики не превышает одного процента. В нашей Галактике мощные наземные телескопы, использующие адаптивную оптику, позволяют получать изображения отдельных звезд вблизи ее центра и точно отслеживать их траектории с течением времени. Другие галактики расположены слишком далеко, чтобы различить движение отдельных звезд. Поэтому точное измерение масс черных дыр представляет собой сложную задачу даже для самых мощных телескопов на Земле или в космосе. Используя радиотелескоп ALMA, расположенный в чилийской пустыне Атакама на высоте нескольких километров, астрономы смогли с большой точностью изучить движение диска холодного межзвездного газа, охватывающего сверхмассивную черную дыру в центре галактики NGC 1332. ALMA представляет собой 66 отдельных радиотелескопов, объединенных в единый радиоинтерферометр. На сегодняшний день это самый большой наземный радиотелескоп. Он позволил различить детали структуры диска порядка 16 световых лет и измерить вращение диска в пределах "сферы влияния" черной дыры - области радиусом примерно 80 световых лет, где ее гравитация преобладает. Скорость движения газа измеряли по эффекту Доплера в спектре излучения окиси углерода (СО). Исследуемый газовый диск виден сбоку, поэтому одна его половина удаляется от нас и длина волны излучения из-за этого увеличивается - "краснеет", другая наоборот приближается, и длина волны излучения уменьшается "синеет". По степени изменения частоты можно рассчитать скорость движения. Подобным способом определяется скорость автомобиля с помощью радара. Измеренные скорости в некоторых областях диска превышали 500 километров в секунду. Сравнивая полученные данные с результатами моделирования, астрономы подсчитали, что черная дыра в центре NGC 1332 имеет массу в 660 миллионов раз больше, чем наше Солнце (плюс или минус десять процентов). Это примерно в 150 раз больше массы черной дыры в центре Млечного Пути. На сегодняшний день это одно из наиболее точных измерений массы черной дыры. Предшествующие исследования NGC 1332 наземными и космическими телескопами дали очень разные оценки для массы черной дыры, от 500 миллионов до 1,5 миллиарда масс Солнца.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025