Wydajna bateria litowo-anodowa. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

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

Wydajna bateria litowo-anodowa

10.08.2014

Naukowcom z Uniwersytetu Stanforda w USA udało się stworzyć wydajną i niezawodną baterię litowo-anodową, jednocześnie rozwiązując problemy, których nikt nie był w stanie rozwiązać od dziesięcioleci. Nowe rozwiązanie pozwoli w przyszłości tworzyć lżejsze, bardziej kompaktowe i wydajne baterie do smartfonów, laptopów i pojazdów elektrycznych.

Typowa konstrukcja akumulatora obejmuje trzy główne elementy: anodę (elektrodę dodatnią), elektrolit i katodę (elektrodę ujemną). Obecnie najczęściej stosowane są akumulatory litowo-jonowe, w których litowo-jonowy pełni rolę nośnika ładunku. Anoda jest zwykle wykonana z grafitu. Chociaż grafit jest najpopularniejszym materiałem anodowym, nie jest on najbardziej wydajny, mówi Yi Cui, materiałoznawca z Uniwersytetu Stanforda i kierownik projektu. Lit jest bardziej wydajny.

"Spośród wszystkich materiałów, które można wykorzystać do produkcji anod, lit ma największy potencjał" - wyjaśnia naukowiec. "Ma niewielką wagę i najwyższą gęstość energii. Dzięki temu materiałowi można uzyskać więcej mocy na jednostkę masy i objętości. lżejsze, mniejsze i wydajniejsze baterie." Cui mówi też, że zgodnie z jego założeniami, anoda litowa może teoretycznie zwiększyć pojemność akumulatora 3-4-krotnie.

Problem tkwi w tym, że po pierwsze lit szybko wchodzi w reakcję chemiczną z elektrolitem, a dodatkowo znacznie zwiększa swój rozmiar, gdy jony litu osadzają się na anodzie litowej, co powoduje degradację baterii.

Według kierownika projektu, wielu naukowców przez dziesięciolecia zmagało się z rozwiązaniem tych problemów, które jego zespołowi udało się w końcu rozwiązać poprzez zastosowanie jednego dodatkowego elementu - rodzaju osłony ochronnej, która zakrywa anodę, a która jest siatką kopuł węglowych o grubości 20 nm . Taka siatka zapobiega reakcji litu z elektrolitem i jest wystarczająco elastyczna, aby rozciągać się, gdy anoda rozszerza się bez pękania.

Zazwyczaj akumulator może być produkowany masowo, jeśli jego sprawność kulombowska (względna ilość litu zmagazynowanego na anodzie po cyklu ładowania-rozładowania) osiąga 99,9% lub więcej, nie spadając poniżej tej wartości przez długi czas.

Dotychczas powstające w laboratoriach baterie litowo-anodowe wykazywały sprawność kulombowska na poziomie około 96%. A po zaledwie 100 cyklach ładowania i rozładowania spadł poniżej 50%. Naukowcom ze Stanford University udało się osiągnąć wartość 99%, która utrzymała się nawet po 150 cyklach.

<< Powrót: Procesor obrazu nowej generacji Movidius Myriad 2 10.08.2014

>> Naprzód: Podatność urządzeń USB 09.08.2014

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Elektroniczny kask dla kierowców ciężarówek 14.04.2024

Bezpieczeństwo na drogach, zwłaszcza kierowców ciężkiego sprzętu budowlanego, jest dla inżynierów i naukowców najwyższym priorytetem. W świetle tego niemiecki Instytut Fraunhofera ds. Wytrzymałości Konstrukcyjnej i Niezawodności Systemów wprowadził nowy produkt - kask elektroniczny, który ma za zadanie chronić kierowców przed poważnymi obrażeniami podczas prowadzenia pojazdów budowlanych. Nowy elektroniczny kask opracowany przez zespół inżynierów z Instytutu Fraunhofera otwiera nowe perspektywy dla bezpieczeństwa kierowców ciężarówek i sprzętu budowlanego. Urządzenie jest w stanie monitorować poziom drgań w kabinie samochodu i ostrzegać kierowcę o możliwym niebezpieczeństwie. Podstawą działania kasku jest wbudowany czujnik piezoelektryczny, który podczas fizycznego odkształcenia generuje energię elektryczną. Mechanizm ten pozwala urządzeniu reagować na intensywne wibracje typowe dla sprzętu budowlanego. Gdy poziom odkształcenia przekroczy bezpieczne wartości, w kasku włącza się system alarmowy, ... >>

Antywitaminy zamiast antybiotyków 13.04.2024

Problem oporności bakterii na antybiotyki staje się coraz poważniejszy, stwarzając zagrożenie dla skutecznego leczenia infekcji. W świetle tego naukowcy szukają nowych sposobów zwalczania superbakterii. Jednym z obiecujących kierunków jest zastosowanie antywitamin, które mogą działać antybakteryjnie. Antywitaminy, choć znane jako przeciwieństwo witamin, okazały się obiecującym narzędziem w walce z antybiotykoopornością bakterii. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Getyndze w Niemczech potwierdziło ich potencjał w tworzeniu nowych leków do zwalczania niebezpiecznych infekcji. Wraz ze wzrostem liczby superbakterii odpornych na antybiotyki istnieje potrzeba znalezienia alternatywnych metod leczenia. Antywitaminy to cząsteczki podobne do witamin, ale zdolne do hamowania aktywności bakterii bez szkody dla organizmu ludzkiego. W tej chwili nauka zna tylko trzy antywitaminy: różę ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Photon szyfruje komunikację 17.08.2012

W eksperymencie przeprowadzonym w Instytucie Fizyki przez naukowców z Würzburga, Monachium i Stuttgartu udało się z powodzeniem wykorzystać pojedyncze fotony w rozkładzie klucza kwantowego (QKD). Otwiera to drzwi do tworzenia niezawodnej, bezpiecznej komunikacji, której nie można podsłuchiwać.

Technologia QKD została zaproponowana w 1984 roku. Jego koncepcja jest dość złożona. W skrócie zasada działania QKD jest następująca: nadawca generuje losowy ciąg bitów, a następnie koduje je w kubity i wysyła za pomocą fotonów do odbiorcy. Zgodnie z kluczowym prawem mechaniki kwantowej niemożliwe jest zmierzenie parametrów fotonu bez wpływu na nie. Dzięki temu zawsze możliwe jest wykrycie faktu podsłuchiwania, co oznacza, że informacje przesyłane w technologii QKD są niezawodnie chronione. Wykorzystanie jednofotonowego klucza kryptograficznego jest kolejnym etapem rozwoju QKD i znacząco zwiększa bezpieczeństwo komunikacji.

Po raz pierwszy niemieckim naukowcom udało się osadzić pojedyncze fotony w rozkładzie klucza kwantowego i przesłać klucz na odległość 500 m. Pojedyncze fotony wytworzono za pomocą dwóch urządzeń wykonanych z nanostruktur półprzewodnikowych. Urządzenia te emitują foton pod wpływem impulsu elektrycznego, a urządzenia wykonane są z różnych materiałów, co daje fotony dwukolorowe.

Nowa technologia ma wiele zalet. Tak więc dzisiaj do szyfrowania używa się laserów, tworząc strumień fotonów. Jednak w wiązce laserowej fotony są generowane losowo, a ich zbliżanie się często prowadzi do zakłóceń, które powodują zakłócenia. Ta ingerencja może być wykorzystana jako przykrywka do włamania się do systemu komunikacyjnego. Źródło jednofotonowe nie ma tej wady i umożliwia przesyłanie złożonego klucza składającego się z fotonów o różnych polaryzacjach.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

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