Химики из России нашли способы повысить энергетическую емкость щелочных батареек и аккумуляторов почти в 1,5 раза, изучая свойства концентрированных солей лития, говорится в статье, опубликованной в журнале Electrochimica Acta.

 

Сегодня ученые активно пытаются найти замену литий-ионным источникам питания, которые используются в различных цифровых гаджетах, автономных медицинских приборах, промышленных инструментах и космических зондах. Емкость литий-ионных аккумуляторов относительно невысока, из-за чего их использование в электромобилях и других устройствах, требующих "промышленных" запасов энергии, крайне ограничено.

Простейший способ решить эту проблему, как отмечает Олег Дрожжин, химик из МГУ, заключается в повышении рабочего напряжения аккумулятора – чем оно выше, тем больше энергии он может запасать. Решить эту задачу не так просто, так как каждый тип электролита, который наполняет аккумуляторы и батареи, "заточен" на работу с конкретными напряжениями, и его понижение или повышение может резко понизить КПД или сроки работы источника питания.

Дополнительная проблема, как отмечают российские ученые, заключается в том, что повышение концентрации солей лития в электролите может сделать его нестабильным, что также мешает повышению емкости и долговечности литий-ионных аккумуляторов. Существующие решения этой проблемы, альтернативные виды солей лития, как отмечает Дрожжин, имеют высокую стоимость, из-за чего они применяются на практике достаточно редко.

Российские химики решили найти компромисс между стабильностью при высоком напряжении, высокой эффективностью и стоимостью электролита. Для этого они использовали хорошо известную, стабильную и достаточно дешевую соль лития, его соединение с фтором и бором, и изучили высоковольтную устойчивость растворов на ее основе при высоких концентрациях вещества.

Как показали эти опыты, раствор тетрафторбората лития (LiBF4) может запасать энергию при высоких напряжениях, и при этом повышение его концентрации не приводит к разрушению электродов батареи, взрывам и другим неприятным побочных эффектам. Более того, такие батареи вели себя более стабильно, чем их "обычные" кузины, и теряли меньше емкости при перезарядке, а их емкость не падала при повышении концентрации соли.

Дрожжин и его коллеги надеются, что их идея найдет применение в промышленности в ближайшее время, и будет использована при создании новых типов щелочных аккумуляторов, ключевым компонентом которых будет не литий, а натрий или калий. Такие аккумуляторы не будут более емкие, чем их литиевые собраты, но их стоимость будет значительно ниже, что позволит использовать их в качестве "банков электричества" для крупных промышленных объектов.

Работа российских ученых из МГУ и "Сколтеха" была поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ) в рамках Президентской программы исследовательских проектов.

Источники

Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Москва-ТуТ (moskva-tyt.ru), 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
РИА Новости, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Новости@Rambler.ru, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Newsmir.info, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в полтора раза
News2 (news2.ru), 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
NewsRbk.ru, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в полтора раза - новости на сегодня 09.04.2018
News2world.net, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в полтора раза
Livekurs.ru, 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Российский научный фонд (рнф.рф), 09/04/2018
Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в 1,5 раза
Agentnews.ru (agentnews.ru), 09/04/2018
Российские химики нашли способ повысить емкость батареек в 1,5 раза
Мир24 (mir24.tv), 09/04/2018
Российские химики нашли способ повысить емкость батареек в 1,5 раза
News.hi.ru, 09/04/2018
Ученые МГУ открыли способ увеличить емкость аккумуляторов
Телеканал 360, 09/04/2018
Энергоемкость батареек можно увеличить почти в 1,5 раза
Nanonewsnet.ru, 09/04/2018
Найден способ увеличить энергоемкость батареек почти в полтора раза
Margust (gazeta-margust.ru), 09/04/2018
Найден способ увеличить энергоемкость батареек почти в полтора раза
Газета.Ru, 09/04/2018
Найден способ увеличить энергоемкость батареек почти в 1,5 раза
Индикатор (indicator.ru), 09/04/2018
Российские ученые выяснили, как продлить жизнь батарей в полтора раза
Life.ru, 09/04/2018
Российские химики нашли способ повысить емкость батареек и аккумуляторов почти в 1,5 раза
Научная Россия (scientificrussia.ru), 25/04/2018

Похожие новости

  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    1025
  • 27/04/2019

    Учёные МГУ нашли способ «обхитрить» раковые клетки

    ​Сотрудники Факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова исследовали способ, позволяющий обойти блокировку программируемой клеточной гибели (ПГК) в раковых клетках и повысить эффективность терапии онкологических заболеваний.
    539
  • 16/04/2019

    Рентген помог российским физикам уточнить структуру воды

    ​Международный коллектив ученых точно измерил силу водородных связей между молекулами воды и опроверг популярную сегодня теорию о том, как устроена эта необычная жидкость. Новое теоретическое описание структуры воды было представлено в журнале Nature Communications.
    480
  • 09/04/2019

    Сибирские ученые оптимизируют работу электронных дисплеев органическими полупроводниками

    ​Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) займутся исследованием свойств органических полупроводников (материалов, используемых в электронике), чтобы повысить эффективность используемых сейчас электронных дисплеев, сообщил ТАСС руководитель лаборатории органической оптоэлектроники НГУ Евгений Мостович.
    827
  • 16/04/2019

    Александр Кабанов: «Именно репутационные аспекты будут определять будущее научных журналов»

    Какое будущее ждет научные журналы, почему российским ученым нужно публиковаться в отечественных журналах и почему качество важнее количества, рассказал в интервью корреспонденту Indicator.Ru российский и американский химик Александр Кабанов.
    695
  • 14/11/2016

    Прорыв в науке совершит энергия молодых

    Где молодым учёным познакомиться и пообщаться с ведущими экспертами и руководителями фондов, буквально «варящимися» в сфере науки и инноваций? Например, на одном из главных мероприятий подобного рода – Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных и специалистов по проблемам практической реализации разработок по приоритетным направлениям развития науки и технологий.
    2106
  • 06/12/2019

    Исследуя реакцию Мицороки-Хека

    ​Крайне важные и интересные данные получены учеными Иркутского государственного университета в ходе выполнения проекта, предметом исследования которого является важная химическая реакция Мицороки-Хека.
    144
  • 20/04/2018

    Ученые обнаружили неожиданные функции белка, ответственного за программируемую гибель клеток

    Продолжая исследовать необычные роли белка каспаза-2, одного из важнейших участников апоптоза (программируемой клеточной гибели), биологи обнаружили еще один белок, с которым он может взаимодействовать.
    825
  • 20/08/2018

    Учеными созданы железные спирали тоньше человеческого волоса

    ​Исследователи СПбГУ смогли синтезировать микроспирали соединений железа диаметром около 12 микрон - почти в десять раз тоньше человеческого волоса. Их можно будет использовать, например, для создания сенсоров с высокой чувствительностью, а также в качестве миниатюрных электромагнитов или индукторов.
    670
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    321