Литий-ионные и натрий-ионные аккумуляторы работают по принципу интеркаляции, при котором ионы накапливаются и обмениваются между двумя химически разными электродами. В отличие от этого, коинтеркаляция, процесс, при котором ионы и молекулы растворителя накапливаются одновременно, традиционно считалась нежелательной из-за своей тенденции быстро выводить аккумулятор из строя. Вопреки этому традиционному взгляду, международная исследовательская группа под руководством Филиппа Адельхельма продемонстрировала, что коинтеркаляция может быть обратимым и быстрым процессом для катодных материалов Na-ионных аккумуляторов. Подход, основанный на совместном хранении ионов и растворителей в катодных материалах, открывает новые возможности для разработки аккумуляторов с высокой эффективностью и возможностью быстрой зарядки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials . Производительность аккумуляторов зависит от многих факторов. В частности, от того, как ионы хранятся в электродных материалах и могут ли они снова высвобождаться. Это связано с тем, что носители заряда (ионы) относительно велики и могут вызывать нежелательное изменение объёма при миграции в электрод. Этот эффект, известный как «дыхание», сокращает срок службы аккумулятора. Изменение объёма особенно заметно при миграции ионов натрия вместе с молекулами из органического электролита. Эта так называемая коинтеркаляция обычно считается вредной для срока службы аккумулятора. Однако международная исследовательская группа под руководством Адельхельма исследовала катодные материалы, обеспечивающие коинтеркаляцию ионов и молекул растворителя, что позволяет ускорить процессы зарядки и разрядки. Коинтеркаляция в анодах В предыдущих исследованиях группа исследовала коинтеркаляцию в графитовых анодах , продемонстрировав, что натрий может быстро и обратимо мигрировать в электролит и из него в течение многих циклов в сочетании с молекулами глима. Тем не менее, доказать эту же концепцию для катодных материалов оставалось непросто. Чтобы решить эту задачу, группа исследовала ряд слоистых сульфидов переходных металлов и выявила процессы коинтеркаляции растворителей в катодных материалах. «Процесс коинтеркаляции может быть использован для разработки очень эффективных и быстро заряжающихся аккумуляторов. Именно поэтому мы решили изучить эту тему более подробно», — говорит профессор Адельхельм. Коинтеркаляция в катодах: другой процесс Исследование включает в себя подробные исследования последних трёх лет: д-р Янан Сан провел измерения изменения объёма катодных материалов, структурный анализ с использованием синхротронного излучения на установке PETRA III в DESY и исследовал электрохимические свойства различных комбинаций электродов и растворителей. Опираясь на теоретические данные, в сотрудничестве с д-ром Густавом Оваллом удалось определить важные параметры, которые помогут прогнозировать реакции коинтеркаляции в будущем. Преимущество: сверхбыстрая кинетика «Процесс коинтеркаляции в катодных материалах существенно отличается от того, что происходит в графитовых анодах», — объясняет Сан. Хотя реакции коинтеркаляции в графитовых анодах обычно приводят к получению электродов с низкой ёмкостью, потеря ёмкости, вызванная коинтеркаляцией в исследованных катодных материалах, очень незначительна. «Прежде всего, некоторые катодные материалы обладают огромным преимуществом: кинетика у них сверхбыстрая, почти как у суперконденсатора», — подчеркивает Сан. Обширные возможности химического производства для новых материалов «Истинная красота реакций коинтеркаляции заключается в их способности открывать обширные химические возможности для разработки новых слоистых материалов для самых разных применений», — говорит Адельхельм. «Изучение концепции коинтеркаляции было чрезвычайно рискованным, поскольку оно противоречит классическим знаниям о батареях. Результаты являются результатом совместных усилий многих талантливых людей и были бы невозможны без возможностей, предоставленных совместной исследовательской группой по анализу батарей Operando, финансируемой Центром Гельмгольца в Берлине и Университетом Гумбольдта», — добавляет он. Недавно анонсированная Берлинская лаборатория аккумуляторных батарей, созданная HZB, HU и BAM, предоставит еще больше возможностей для совместных исследовательских проектов в Берлине....
Сообщает android-robot.com
Новость из рубрики: Технологии, Наука
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- Китай остаётся экспортёром дефляции...
- АВТОВАЗ обновляет технологии производства коммерческих и мелкосерийных автомобилей...
- Театр МОСТ представил концерт под открытым небом с участием молодых талантов...
- Учителя и власти из Московской области — за внедрение ИИ в школы. Почему?...
- Биография Эрих Мария Ремарк...
- Юристы рассказали, что делать со спамом в телефоне и в почте...
15:28, 16 Сен Новый iPhone по примеру Xiaomi получит быструю зарядку на 45 Вт Новая зарядка может оказаться единственной фишкой в iPhone 2019 года. Ряд китайских производителей анонсировал появление быстрых зарядных устройств с мощностью более 27 Вт. Компания Nubia Technology сообщила о выходе нового зарядного устройства на 3...
03:28, 16 Окт Разработан самовосстанавливающий слой для твердотельных литиевых аккумуляторов Ученые придумали новый способ повышения безопасности и производительности твердотельных литий-металлических аккумуляторов (ASSLMB) — технологии источников энергии следующего поколения, которая предназначена для питания всего: от электромобилей до се...
20:20, 20 Авг НДУ ВШЭ створыць сістэму ацэнкі традыцыйных каштоўнасцяў у студэнтаў Навукова-даследчы інстытут у канцы ліпеня выйграў тэндэр ў 10 млн рублёў на распрацоўку сістэмы ацэнкі прыняцця традыцыйных каштоўнасцяў студэнтамі. Ад распрацоўкі чакаюць, што яна дапаможа ўмацаваць духоўна-маральны падмурак грамадства і дапамагчы ...
10:28, 04 Окт Micron показал самую быструю HBM4-память Компания Micron сообщила о начале поставок пробных партий своей передовой разработки — памяти HBM4, демонстрирующей рекордную скорость. Новый продукт обеспечивает передачу данных на скорости более 2,8 ТБ/с, что значительно превышает заявленные станд...
20:19, 20 Авг Аляксандр Мілонаў загінуў падчас службы ў зоне спецаперацыі службы в зоне спецоперации У сям'і дэпутата Дзярждумы Віталя Мілонава адбылася трагедыя — яго родны брат Аляксандр загінуў падчас службы ў зоне адмысловай ваеннай аперацыі. Ён адправіўся добраахвотнікам у Луганскую Народную Рэспубліку, адкуль жывым ужо не вярнуўся. Падрабязна...
05:28, 13 Авг GPT-5 значительно улучшил процесс вайб-кодинг на Mac Бывший сотрудник издания Parker Ortolani несколько месяцев тестировал подход «vibe coding» — создание нативных и веб-приложений с помощью больших языковых моделей и тщательно составленных промтов. Ранее он работал с GPT-4o и Claude, добиваясь протот...
13:28, 29 Авг Захарова: Зеленский саботирует мирный переговорный процесс Глава киевского режима Владимир Зеленский продолжает предпринимать действия, которые приводят к саботажу переговорного процесса на Украине, заявила официальный представитель МИД России Мария Захарова. По словам Захаровой, глава киевского режима спос...
22:28, 30 Окт Ирина Болгар прокомментировала завещание Дурова и снова обвинила его в том, что он не обеспечивает их детей Мать троих младших детей Павла Дурова Ирина Болгар впервые за долгое время вышла на связь в соцсетях. Она опубликовала видео с детьми и заявила, что миллиардер перестал помогать семье финансово.45-летняя Ирина заявила, что не согласна с завещанием П...
08:28, 16 Окт SOT-MRAM на основе вольфрама обеспечивает наносекундное переключение и энергосберегающее хранение данных Известно, что способность надёжно переключать направление магнитного поля в материалах, процесс, известный как переключение намагниченности, играет ключевую роль в работе большинства устройств памяти. Один из известных способов достижения этой цели ...
00:28, 16 Авг 5 аксессуаров для геймерского ноутбука, которые улучшат игровой процесс В отличие от стационарного ПК, геймерский ноутбук поставляется почти с полным набором периферии: клавиатура, монитор и динамики уже встроены. Тем не менее, для полноценного игрового опыта могут понадобиться дополнительные аксессуары. Ниже представле...
18:24, 02 Дек Как организаторам эффективно выстроить процесс продажи билетов на мероприятие с использованием современных цифровых инструментов Организация продажи билетов — один из ключевых этапов подготовки любого события, поскольку именно корректно выстроенная система реализации определяет скорость заполнения зала, уровень нагрузки на персонал и качество взаимодействия с аудиторией. Для ...
23:28, 15 Сен Как сделать быструю оплату через Т-Банк на iPhone и платить почти как через Apple Pay Вслед за Сбером бесконтактную оплату Айфоном запустил и Т-Банк. Приложение EasyCatch Sounder — новая версия Т-Банка, позволяет платить смартфонами Apple через Bluetooth. По сути, это полный аналог того, как работает Вжух от Сбера. Правда, в отличие ...
22:28, 26 Авг Как iOS 26 изменит беспроводную зарядку в iPhone 16 В iPhone 16 Apple обновила MagSafe, добавив поддержку 25 ватт. Проблема заключается в том, что ранее 25 Вт тоже были, но работали только с аксессуарами Apple, а сторонние зарядки поддерживали только 15 ватт. Но в последней бета-версии iOS 26 Apple д...
11:28, 08 Сен За день до предполагаемого анонса iPhone 17, iPhone 17 Air, iPhone 17 Pro и iPhone 17 Pro Max в Сеть слили точные данные о ёмкости аккумуляторов За день до ожидаемого анонса линейки iPhone 17 Apple появились подробности о ёмкости аккумуляторов будущих моделей. Информация взята из китайской базы данных 3C. Сертификация 3C показывает, что iPhone 17 Air, iPhone 17 Pro и iPhone 17 Pro Max будут ...
03:28, 02 Дек Жена Семака: «Ездили к старцу – сказал мне: «Слушайся мужа». Сергей обеспечивает порядок, а я не терплю хаоса: от людей-невротиков, собак-холериков, ржущих коней хочется закрыться локтями» Анна Семак, жена главного тренера « Зенита » Сергея Семака , рассказала, как опирается на мужа и Бога. «Вплоть до самой осени мне казалось, [что] я тону в ледяной воде, и в редкие секунды, всплывая на поверхность глотнуть немного воздуха, просила Бо...
09:28, 22 Авг Google представил смартфоны Pixel 10, 10 Pro, 10 Pro XL и беспроводную зарядку Pixelsnap Qi2 На мероприятии Made by Google компания представила целую линейку устройств Pixel 10, включающую базовый Pixel 10, более мощные Pixel 10 Pro и Pro XL, а также складной Pixel 10 Pro Fold. Помимо смартфонов, поисковый гигант представил и обновлённую си...
22:28, 21 Окт Танец гипертоника: Врачи назвали особую зарядку от давления Восточные танцы вылечат даже женщин за 40. Физическая активность весьма полезна при гипертонии, но резкие движения могут принести вред. Врачи выявили пользу праздничных танцев для понижения давления. Повышенное давление сильно мешает нормальной жизн...
16:28, 29 Авг Почему Apple так долго не добавляла реверсивную зарядку в iPhone? Совсем недавно все радовались слухам о появлении реверсивной зарядки в iPhone 17 Pro. Но почему Apple собирается добавить эту функцию только сейчас? Еще в 2020 году 12 поколение могло заряжать MagSafe Battery Pack во время зарядки самого устройства....
08:28, 26 Авг Google Pixel 10 принудительно замедляет зарядку после 200 циклов В начале текущего года на Pixel 9a дебютировала функция Google под названием Battery Health Assistance, призванная продлевать срок службы аккумулятора за счёт ограничения напряжения и скорости зарядки. Теперь подобная система внедрена и в линейке Pi...
22:28, 08 Ноя Samsung Galaxy S26 станет тоньше и получит магнитную беспроводную зарядку Qi2 Samsung готовит к выпуску флагманскую серию Galaxy S26. По последним данным, линейка будет включать три модели — базовую, Galaxy S26 Plus и Galaxy S26 Ultra. Фото: Ice Universe Инсайдер Ice Universe опубликовал схему корпуса будущего Galaxy S2...
20:28, 11 Сен Касания возвращают молодость: Медики назвали лучшую зарядку против морщин За неделю можно избавиться даже от гусиной кожи на шее. Замедлить старение кожи можно за рулём, на работе и дома. При этом комплекс простых упражнений можно выполнить как в 16, так и в 80 лет. Чаще всего женщины только маскируют морщины, но медики ц...
11:28, 10 Ноя Самый маленький блок питания в мире? Xiaomi представила сверхкомпактную GaN-зарядку на 45 Вт Народный бренд Xiaomi выпустил новое зарядное устройство с технологией GaN и мощностью 45 Вт под названием Little Pudding.Объём корпуса составляет всего 36,4 см³ — почти вдвое меньше обычных адаптеров. Вес — всего 50 г, а складные штырьки позволяют ...
20:28, 03 Дек Что будет, если оставить зарядку в розетке на ночь, и почему не стоит так делать постоянно Оставлять зарядку в розетке или подключать телефон на всю ночь: привычка, которая есть у большинства. На первый взгляд в этом нет ничего необычного, ведь техника современная, защита встроена, что может случиться? Но нюансы все же есть, и о них полез...
11:28, 02 Дек Первый смартфон Samsung, складываемый втрое, показали вживую после премьеры: Galaxy Z TriFold получил зарядку в комплекте — впервые для складных Samsung Ресурс SamMobile опубликовал видеоролик с распаковкой Samsung Galaxy Z TriFold — первого смартфона корейской компании, складываемого втрое. Аппарат получил необычную коробку в стиле ювелирного изделия, а также неожиданный расширенный комплект ...