Wydajne akumulatory. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Wydajne baterie

13.02.2013

Naukowcy z Krajowego Laboratorium Akceleratora SLAC i Uniwersytetu Stanforda ustanowili światowy rekord wydajności magazynowania energii. Udało się to osiągnąć dzięki specjalnej konstrukcji elektrody, która przypomina żółtko jajka.

Nowa katoda na bazie siarki może zmagazynować 5 razy więcej energii niż najlepsze obecne komercyjne akumulatory litowo-jonowe. Ponadto nowoczesne akumulatory litowo-jonowe zwykle zachowują około 80% swojej pierwotnej pojemności po 500 cyklach ładowania/rozładowania. Z kolei nowa technologia utrzymuje wysoką wydajność baterii nawet po 1000 cykli ładowania/rozładowania. Dzięki temu możliwe stało się stworzenie nowej generacji akumulatorów: pojemnych, lekkich i trwalszych. Mogą być stosowane w przenośnej elektronice i pojazdach elektrycznych.

Naukowcy wiedzą, że teoretycznie siarka może przechowywać znacznie więcej jonów litu, a zatem znacznie więcej energii niż obecne elektrody. Istnieją jednak dwa problemy związane ze stosowaniem siarki w akumulatorach. Tak więc, gdy jony litu są absorbowane przez elektrodę podczas rozładowywania, wiążą się z atomami siarki i tworzą związki pośrednie, które ograniczają pojemność akumulatora. Jednocześnie dopływ jonów powoduje wzrost objętości katody o około 80%. Spowoduje to pęknięcie powłok ochronnych na powierzchni elektrody i skrócenie żywotności baterii.

Nowa technologia polega na wytworzeniu katody z nanocząstek o średnicy 800 nanometrów. To maleńka cząsteczka siarki otoczona twardą skorupą porowatego dwutlenku tytanu, jak żółtko w skorupce jajka. Pomiędzy „żółtkiem” a „powłoką” znajduje się pusta przestrzeń, która pozwala na niezakłóconą ekspansję siarki. Podczas rozładowania jony litu przechodzą przez powłokę i wiążą się z siarką, która rozszerza się i wypełnia pustkę między „żółtkiem” a „powłoką” bez rozbijania twardej skorupy. W tym przypadku powłoka chroni siarkę przed tworzeniem związków pośrednich.

Podczas eksperymentów nowy akumulator zachował 70% pojemności po 1000 cyklach ładowania/rozładowania, co nawet bez optymalizacji dorównuje, a nawet przewyższa najbardziej zaawansowane akumulatory komercyjne. Obecnie naukowcy planują eksperymentować z dodawaniem do wnętrza „skorupy” innych materiałów, w szczególności krzemu.

<< Powrót: Białko przewodzące do montażu mikromacierzy 3D 13.02.2013

>> Naprzód: Silikon zamiast miedzi 12.02.2013

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Uran z oceanu 19.05.2013

Naukowcy stworzyli specjalną siatkę metaloorganiczną, która zbiera uran w wodzie morskiej 4 razy wydajniej niż istniejące analogi.

Naukowcy pod kierunkiem profesora chemii Wenbina Lin z University of North Carolina opracowali sieć metaloorganiczną, która może zbierać jony uranu rozpuszczone w wodzie morskiej. Do tej pory za najbardziej zaawansowaną technologię „wyławiania” uranu z wody morskiej uważano włókna syntetyczne, na powierzchnię których zastosowano specjalne środki chemiczne wiążące uran.

Natomiast nowa siatka w testach laboratoryjnych działa co najmniej 4 razy wydajniej i łatwiej wydobywa z wody surowce do paliwa jądrowego. W przyszłości technologia ta może stanowić alternatywne źródło drogiego paliwa dla reaktorów, a także być wykorzystywana do uzdatniania wody zanieczyszczonej substancjami radioaktywnymi.

Struktury metaloorganiczne są uważane za bardzo obiecujące w wielu zastosowaniach technologicznych, w tym w magazynowaniu gazów i rozdzielaniu mieszanin substancji. Strukturę materiałów metaloorganicznych można dostosować do różnych celów, na przykład strukturę porowatą stosuje się w wielu handlowych adsorbentach. Ponadto, podobnie jak polimery organiczne, struktury metaloorganiczne można „wytrenować” w wiązaniu się z różnymi określonymi cząsteczkami.

Około 4 miliardy ton uranu rozpuszcza się w oceanach świata - to o około 600 więcej niż wszystkie rezerwy uranu na lądzie. Jednak wydobycie uranu z wody morskiej jest niezwykle trudne ze względu na jego niskie stężenie: 3 części na miliard. Nowoczesne technologie wydobywcze wymagałyby zastosowania bardzo dużej ilości adsorbentu z tworzyw sztucznych, co doprowadziłoby do zanieczyszczenia oceanu plastikiem na dużą skalę. Ten plastik musi znajdować się w wodzie morskiej przez kilka tygodni iw tym czasie oprócz uranu do adsorbentu dostanie się wiele innych „bezużytecznych” jonów. Wszystko to sprawia, że wydobycie uranu z wody jest bardzo pracochłonnym i kosztownym przedsięwzięciem. W liczbach wygląda to tak: kilogram uranu wydobyty z oceanu nowoczesnymi metodami będzie kosztował od 1000 do 2000 dolarów za kilogram, czyli około 10-20 razy więcej niż obecna cena rynkowa.

Nowy materiał może coś zmienić, ponieważ jest znacznie bardziej wydajny. Tak więc w laboratorium 1 gram adsorbentu metaloorganicznego był w stanie zebrać ponad 200 miligramów uranu, co jest dobrym wskaźnikiem. Deweloperzy zauważają, że nowa technologia może znacząco obniżyć koszty wydobycia uranu z wody morskiej - nawet jeśli uran „morski” jest 2 razy droższy niż uran „lądowy”, to już teraz będzie konkurencyjny z różnych względów ekonomicznych i politycznych.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn