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

  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    223
  • 07/11/2017

    Химики объединились, чтобы ускорить создание новых материалов

    ​Томский государственный университет и Российский химико-технологический университет им. Д.В. Менделеева подписали соглашение о сотрудничестве. Взаимодействие двух ведущих научных центров будет направлено на разработку совместных образовательных программ и исследовательских проектов, создание уникальных химических технологий и материалов.
    242
  • 25/04/2018

    Сотрудники ОмГТУ исследовали поведение двухкомпонентной газовой смеси при ее осаждении

    ​Сотрудники Омского государственного технического университета (ОмГТУ) построили решеточную модель и исследовали поведение двухкомпонентной газовой смеси при ее осаждении на поверхность твердого тела. Полученные данные иллюстрируют практически все возможные варианты взаимодействия молекул на плоскости и могут быть полезны для истолкования результатов специалистов в самых разных областях химической науки.
    51
  • 05/09/2017

    Терагерцовый лазер помог изучить нагревание кристаллов

    ​Ученые исследовали тепловые и световые искажения в кристалле при его взаимодействии с высокочастотным терагерцовым излучением. В результате было установлено, как в кристалле изменяется температура. Работа опубликована в журнале Laser Physics Letters.
    399
  • 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.
    1193
  • 19/02/2018

    Российские ученые предложили определять содержание аминокислоты наночастицами золота

    ​Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами предложили способ определения содержания аминокислоты цистеина, компонента многих лекарств, с помощью наночастиц золота.
    187
  • 14/10/2017

    Российские ученые разработали компактный детектор фотонов

    ​Сотрудники Московского педагогического государственного университета создали компактную микросхему, которая детектирует одиночные фотоны - кванты света - и определяет состав света. Такие детекторы могут применяться в медицине и в системах безопасности.
    298
  • 31/10/2017

    Андрей Фурсенко: проект «Сколково» должен быть не заповедником, а открытой системой

    ​"Проект "Сколково" должен был быть не заповедником, а открытой системой, которую в той или иной части можно использовать, заимствовать, развивать", - заявил Sk.ru помощник президента РФ Андрей Фурсенко в кулуарах встречи с молодыми учеными в Сколтехе.
    270
  • 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.
    78
  • 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.
    297