Гибкие тонкие аккумуляторы на основе фторида никеля. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Гибкие тонкие аккумуляторы на основе фторида никеля

07.05.2014

Джеймс Тур (James Tour) и его коллеги-учёные из Лаборатории Университета Райс разработали гибкий и сверхтонкий аккумулятор, состоящий из нанопористых никель-фторидовых электродов, которые слоями "окутывают" электролит. Представленная ими модель электрохимического конденсатора обладает толщиной, равной всего 0,025 см, однако в дальнейшем может быть легко отмасштабирована в зависимости от цели использования. Для этого будет необходимо или добавление новых слоёв или же увеличение их текущих размеров.

Во время тестирования студентами Университета Райс была проверена на практике работа гибкой батареи-пластины. Небольшое по своим размерам устройство успешно справилось с циклом из 10 тыс. зарядов и разрядов, в конечном итоге потеряв 24 % своей заявленной перед испытанием ёмкости. Аккумулятор также прошёл проверку на 1000 циклов изгиба. Конечно, столь тонкие аккумуляторные батареи пытались разработать и ранее, однако их ёмкость на момент появления оставляла желать лучшего, демонстрируя значительно худшие результаты в сравнении с классическими литий-ионными батареями.

"Использовавшиеся ранее материалы для создания батарей с большой ёмкостью были весьма хрупкими по своей природе, поэтому нам, как специалистам, оказалось по-настоящему трудно найти подходящую комбинацию элементов для создания именно гибкого аккумулятора с соответствующими всем современным стандартам характеристиками. В распоряжении Лаборатории имелись гибкие системы хранения заряда, выполненные на углеродных нанотрубках, однако нами был выбран именно фторид никеля как более перспективный материал с большим потенциалом. К тому же, если проводить аналогию с привычными литий-ионными батареями, то структура разработанного аккумулятора имеет достаточно простое строение и отвечает требованиям безопасной эксплуатации. Сама же система является как привычным для пользователей мобильных устройств аккумулятором, так одновременно и суперконденсатором.

Всё это даёт возможность заряжать и разряжать гибкую тонкоплёночную батарею на основе фторида никеля с достаточно высокой скоростью и при большом токе, затрачивая на это максимально короткий промежуток времени. Но если необходимо использовать батарею в качестве стандартного аккумулятора для мобильной электроники, то система способна заряжаться и разряжаться гораздо медленнее", - рассказал в интервью один из участников проекта.

Чтобы создать суперконденсатор, учёные нанесли на специальную подложку слой фторида никеля толщиной 900-нм со специальными 5-нм порами-отверстиями. После подложка была удалена, а применённый в конструкции в виде раствора гидроксида калия в поливиниловом спирту электролит был "зажат" в единую структуру пластинами-электродами с обеих сторон. В результате этого специалисты из Лаборатории сумели избежать появления потенциальных признаков деформации созданной гибкой структуры, а студенты на практике подтвердили предположение о надёжности разработки после завершённого этапа тестирования.

Всё описанное выше - это чрезвычайно надёжная, ёмкая система, которая в свою очередь является максимально простой, чтобы создать очень мощные аккумуляторные системы. Некоторые компании уже успели проявить интерес для дальнейшей коммерциализации проекта, приоритетным направлением которого может стать использование подобных нанобатарей в портативной электронике и набирающих популярность носимых гаджетах, вроде умных часов и медицинских браслетов.

<< Назад: Зубная щетка с Bluetooth 4.0 08.05.2014

>> Вперед: Умные автомобили Nokia 07.05.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство – одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований – Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы – воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", – отмечает Капил ...>>

Угроза космического мусора для магнитного поля Земли 01.05.2024

Все чаще мы слышим об увеличении количества космического мусора, окружающего нашу планету. Однако не только активные спутники и космические аппараты способствуют этой проблеме, но и обломки старых миссий. Рост количества спутников, запускаемых компаниями, как SpaceX, создает не только возможности для развития интернета, но и серьезные угрозы для космической безопасности. Эксперты теперь обращают внимание на потенциальные последствия для магнитного поля Земли. Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подчеркивает, что компании стремительно разворачивают спутниковые констелляции, и число спутников может вырасти до 100 000 в следующем десятилетии. Быстрое развитие этих космических армад спутников может привести к загрязнению плазменной среды Земли опасными обломками и угрозе устойчивости магнитосферы. Металлические обломки от использованных ракет могут нарушить ионосферу и магнитосферу. Обе эти системы играют ключевую роль в защите атмосферы и поддер ...>>

Застывание сыпучих веществ 30.04.2024

В мире науки существует достаточно загадок, и одной из них является странное поведение сыпучих материалов. Они могут вести себя как твердое тело, но внезапно превращаться в текучую жидкость. Этот феномен стал объектом внимания многих исследователей, и, возможно, наконец-то мы приближаемся к разгадке этой загадки. Представьте себе песок в песочных часах. Обычно он течет свободно, но в некоторых случаях его частицы начинают застревать, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот переход имеет важное значение для многих областей, начиная от производства лекарств и заканчивая строительством. Исследователи из США предприняли попытку описать этот феномен и приблизиться к его пониманию. В ходе исследования, ученые провели моделирование в лаборатории, используя данные о пакетах полистироловых шариков. Они обнаружили, что вибрации внутри этих комплектов имеют определенные частоты, что означает, что через материал могут распространяться только определенные типы вибраций. Полученные ...>>

Имплантированный стимулятор мозга 30.04.2024

В последние годы научные исследования в области нейротехнологий сделали огромный прогресс, открывая новые горизонты для лечения различных психиатрических и неврологических расстройств. Одним из значительных достижений стало создание самого маленького имплантированного стимулятора мозга, представленного лабораторией Университета Райса. Этот новаторский устройство, получившее название Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обещает революционизировать методы лечения, обеспечивая больше автономии и доступности для пациентов. Имплантат, разработанный в сотрудничестве с Motif Neurotech и клиницистами, вводит инновационный подход к стимуляции мозга. Он питается через внешний передатчик, используя магнитоэлектрическую передачу энергии, что исключает необходимость проводов и больших батарей, типичных для существующих технологий. Это делает процедуру менее инвазивной и предоставляет больше возможностей для улучшения качества жизни пациентов. Помимо применения в лечении резист ...>>

Восприятие времени зависит от того, на что человек смотрит 29.04.2024

Исследования в области психологии времени продолжают удивлять нас своими результатами. Недавние открытия ученых из Университета Джорджа Мэйсона (США) оказались весьма примечательными: они обнаружили, что то, на что мы смотрим, может сильно влиять на наше ощущение времени. В ходе эксперимента 52 участника проходили серию тестов, оценивая продолжительность просмотра различных изображений. Результаты были удивительны: размер и детализация изображений оказывали значительное воздействие на восприятие времени. Более крупные и менее загроможденные сцены создавали иллюзию замедления времени, в то время как мелкие и более загруженные изображения вызывали ощущение его ускорения. Исследователи предполагают, что визуальный беспорядок или перегрузка деталями могут затруднить наше восприятие окружающего мира, что в свою очередь может привести к ускорению восприятия времени. Таким образом было даказано, что наше восприятие времени тесно связано с тем, на что мы смотрим. Более крупные и менее ...>>

Случайная новость из Архива

MAX22192 - 8-канальный драйвер дискретных входов с гальванической изоляцией 07.03.2019

Компания Maxim Integrated представила MAX22192 - компактный драйвер дискретных входов с высокой степенью интеграции от Maxim Integrated. Это высокоинтегрированное решение, объединяющее в себе сам драйвер дискретных входов по стандарту IEC 61131-2 (МЭК 61131-2) тип 1, 2 и 3, гальваническую изоляцию, а также функции защиты и контроля.

Логическая часть MAX22192 совместима с любыми логическими уровнями (1,8 В, 3,3...5 В ), так как имеет широкий диапазон питающих напряжений. При этом, на стороне "полевой" части диапазон питающих напряжений составляет уже 7...65 В, а защита по входам находится в диапазоне +-40 В. Кроме того, гальваническая изоляция (600 В) значительно повышает уровень защиты и помехоустойчивости всего устройства.

Драйвер имеет встроенный настраиваемый антидребезговый фильтр, блок настройки и контроля значения тока ограничения, монитор напряжения питания, детектор обрыва линии, защиту от перегрева и встроенный CRC. MAX22192 выпускается в миниатюрном корпусе GQFN 6х10 мм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте