» » Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости

Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости

Новый тип высокоэффективных аккумуляторов большой емкости



Марганцево-цинковые аккумуляторы (Zn-Mn) удалось усовершенствовать. Созданный прототип может выдержать намного больше циклов заряда, чем привычные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы, при том что стоимость их производства примерно одинаковая. Новый аккумулятор создан из безопасных для экологии компонентов, а также отличается высокой плотностью хранения энергии.

Лавры открытия принадлежат сотрудникам Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории при Министерстве энергетики США.

"Идея использования марганцево-цинковых элементов далеко не новая. Ее разрабатывали еще со второй половины 1990-х годов, пытаясь найти безопасную и дешевую альтернативу литий-ионным аккумуляторам, – сказал Джун Лиу (Jun Liu), сотрудник лаборатории. – Однако уже после нескольких циклов перезарядки первые прототипы выходили из строя. Мы предполагаем, что это происходило по причине дисбаланса химических элементов".

При сотрудничестве с Вашингтонским университетом (США) Лиу и его коллеги тщательно изучили эту проблему. Первоначальной целью исследования был поиск способов хоть небольшого увеличения срока службы этих элементов питания и исправление найденных ошибок в первых прототипах.

Литий-ионные батареи в последние годы стали главной темой научных работ по всему миру. И многие физики ошибочно верили, что электропроводные характеристики литиевых аккумуляторов можно считать универсальными. В литий-ионных батареях во время получения и передачи электроэнергии происходит процесс интеркаляции, когда ионы лития проходят сквозь атомную решетку электродов внутри аккумулятора.

Как оказалось, внутри марганцево-цинковых батарей происходят совершенно иные процессы. Здесь во время заряда начинается обратимая химическая реакция, во время которой образуется новое соединение – гидроксилсульфат цинка, а процессы в Zn-Mn-батареях скорее схожи с процессами в свинцово-кислотных аккумуляторах. С этого момента исследования перешли на более серьезный уровень с использованием средств рентгенографии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса и просвечивающей электронной микроскопии.

Оказалось, что новый элемент появляется в результате реакции положительно заряженных анодов оксида марганца с протонами водного электролита. В результате электроды оказались полностью покрыты этим новым соединением, из-за чего сильно пострадала электропроводность и в несколько раз уменьшилось количество рабочих циклов аккумулятора.

Скорость прохождения нежелательной реакции удалось замедлить, увеличив концентрацию марганца в электролитном растворе перед подачей энергии. Авторы изобретения утверждают, что емкость экспериментального прототипа составила 285 мАч на один грамм оксида марганца. Аккумулятор выдерживает 5 тыс. циклов перезаряда, при этом потери изначальной емкости составляют всего 8%.

Источник: Наука и Технологии|Изобретения| ИННОВАЦИИ|


Похожие публикации

Как правильно заряжать гаджеты

В век высоких технологий сложно обойтись без современного телефона или ноутбука, однако даже у самых замечательных устройств есть большой минус: все

Добавить комментарий

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
  • Или водите через социальные сети
Опрос
БЫСТРО ЛИ ГРУЗИТСЯ САЙТ?