Инновационная визуализация усовершенствует плоские круглые батарейки

В порыве, способном усовершенствовать хранение энергии везде, от портативной электроники до электрических микросетей, исследователи из Висконсинского университета в Мэдисоне и Брукхэйвенской национальной лаборатории разработали новую технологию рентгенной визуализации для изучения электрохимических реакций в литий-ионных перезаряжаемых батареях, содержащих новый тип материала под названием фторид железа.

«Фторид железа обладает потенциалом утроения количества энергии, которую способна аккумулировать обычная литий-ионная батарея», сообщил профессор химии Сон Чжин. „Однако нам еще только предстоит выявить ее истинный потенциал“.

Аспирант Лин Сен Ли с профессором Чжином и другими сотрудниками провели эксперименты с использованием современной трансмиссионной рентгеновской микроскопии на национальном ускорителе для получения синхротронного излучения (National Synchrotron Light Source) в Брукхэйвене. Ученые собрали химические карты современных плоских круглых батареек, наполненных фторидом железа, во время использования, чтобы определить их эффективность.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

«Ранее мы не могли понять, что происходит с фторидом железа (FeF3) во время работы батарейки, поскольку получению точной картины мешали другие компоненты», сообщил Ли.

Учитывая фоновые сигналы, которые могли бы исказить картину, Ли удалось точно визуализировать и измерить в наномасштабе химические изменения, которым фторид железа подвергается для хранения и выпуска энергии.

Использование фторида железа в перезаряжаемых литий-ионных батареях поставило перед учеными две проблемы. Первая заключается в том, что в текущей форме батареи плохо перезаряжаются.

«Это как если бы ваш смартфон во время второй зарядки зарядился бы только наполовину, а в дальнейшем — еще меньше», заявил Ли. „Потребители же хотят видеть батарею, которая заряжается сотни раз в том же объеме, что и в самый первый раз“.

Исследуя преобразование фторида железа в наномасштабе, Чжин и Ли с помощью нового метода визуализации точно определили каждую отдельную реакцию, чтобы понять, почему происходит сокращение емкости.

«В ходе анализа данных мы сумели отследить электрохимические реакции с гораздо большей точностью, чем позволяли прежние методы, и установили, что фторид железа работает лучше, если имеет пористую микроструктуру», сообщил Ли.

Вторая проблема заключается в том, что фторид энергии не высвобождает столько же энергии, сколько забирает, что снижает энергоэффективность. Текущее исследовании позволило глубже понять суть проблемы, и в будущих экспериментах Чжин и Ли намерены посвятить ей больше времени.

Хотя значение исследования очевидно — более длительное использование портативной электроники до перезарядки — Чжин предполагает более широкий диапазон применения.

«Если нам удастся увеличить эффективность перезарядки дешевого фторида железа в перезаряжаемых батарейках, то мы сможем разрабатывать более масштабные технологии хранения возобновимой энергии для электрических автомобилей и микросетей», сказал ученый.

Чжин также верит, что инновационная технология рентгеновской визуализации облегчит исследование других технологически важных твердотельных преобразований и поможет усовершенствовать процессы, такие как производство неорганической керамики и тонкопленочных солнечных батарей.

21.04.2015



Про инновации и не только


Энергия



Cоздан суперконденсатор, параметры которого соизмеримы с показателями литий-ионных батарейCоздан суперконденсатор, параметры которого соизм...

Рост мощностей устройств приводит к увели

В Индии создана ветровая электростанция для дома по цене айфонаВ Индии создана ветровая электростанция для дома ...

В деле обеспечения страны и населения эле...

Китайцы создали самую маленькую атомную электростанциюКитайцы создали самую маленькую атомную электрост...

Разработки китайского института по ядерны...

Солнцу и ветру братьяСолнцу и ветру братья

Ткани, способные генерировать электричество от...

На рынке появится безопасная батарея с недорогой начинкойНа рынке появится безопасная батарея с недорогой ...

Химики из университета Ватерлоо разработа...

Австралийские ученые разработали солнечные панели с рекордным КПДАвстралийские ученые разработали солнечные панели...

В Австралии обновили рекорд эффективности солн...

Нижегородские школьники рассказали, как экономить воду и электричествоНижегородские школьники рассказали, как экономить...

В Нижнем Новгороде подвели итоги детского конк

Сочетание разных материалов дает высокую конверсионную эффективностьСочетание разных материалов дает высокую конверси...

Подобно тому, как межрасовые браки являют...

Гибридный кристалл раздвигает границы эффективности светодиодных лампГибридный кристалл раздвигает границы эффективнос...

Исследователи совместили пару многообещающих м...

Sony готовит замену литий-ионным аккумуляторамSony готовит замену литий-ионным аккумуляторам

Энергопотребление современных мобильных устрой...

Разработана первая в мире прозрачная солнечная батареяРазработана первая в мире прозрачная солнечная ба...

Физики Лейпцигского университета разработали п...

Как обуздать напряжение в сетиКак обуздать напряжение в сети

Многие из нас, являясь активными потребит...

В сфере солнечных батарей грядет революцияВ сфере солнечных батарей грядет революция

Ученые из Федеральной политехнической шко...

Ученые приблизились к управляемому ядерному синтезуУченые приблизились к управляемому ядерному синте...

Международная группа ученых предприняла очеред...

Шведы научились делать оригами из конденсатораШведы научились делать оригами из конденсатора

Ученые из шведского университета органиче...

Ученые впервые сняли рябь двухмерных материалов с помощью сверхбыстрой камерыУченые впервые сняли рябь двухмерных материалов с...

Новое исследование, проведенное во главе ...

Передача заряда в гибридных кремниевых солнечных батареях удивила ученыхПередача заряда в гибридных кремниевых солнечных ...

Группа исследователей во главе с про...

Химики открыли ключевой компонент разрекламированных натрий-кислородных батарейХимики открыли ключевой компонент разрекламирован...

Химики из университета Ватерлоо обнаружил...

Стало известно, как из обычного получить ценный черный кремнийСтало известно, как из обычного получить ценный ч...

Ученые из университета Райса нашли способ...

Датский студент - на пути к прорыву в области хранения энергииДатский студент - на пути к прорыву в области хра...

Солнце — огромный источник энергии....

Стоимость охлаждения растет с повышением доходовСтоимость охлаждения растет с повышением доходов

Непрерывный рост глобальных доходов означает, ...

Инновационная визуализация усовершенствует плоские круглые батарейкиИнновационная визуализация усовершенствует плоски...

В порыве, способном усовершенствовать хранение...

Аноды из ненужного упаковочного наполнителя оказались эффективней тех, что представлены на рынкеАноды из ненужного упаковочного наполнителя оказа...

Ученые продемонстрировали, как преобразов...

Ученые намерены усовершенствовать получение биотоплива с помощью бактерийУченые намерены усовершенствовать получение биото...

Уникальные белки, обнаруженные у жаролюби...

Системы хранения энергии станут более совершеннымиСистемы хранения энергии станут более совершенным

Исследователи идентифицировали зарядиндуцирова...

Ученые: долговечность батарей в стеклянной клетке значительно вышеУченые: долговечность батарей в стеклянной клетке...

Литий-серные батареи производят в 10 раз&...

Второе рождение литий-серных батарей не за горамиВторое рождение литий-серных батарей не за горами

Литий-серные батареи позволят расширить диапаз...

Перспективный материал "дышит в затылок" кремниевым солнечным батареямПерспективный материал "дышит в затылок" кремниев...

Инженеры из университета Торонто исследов...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Магазин Android-приложений раздавал банковский троянМагазин Android-приложений раздавал банковский троян
«Ак Барс» Банк расскажет об опыте внедрения корпоративных инноваций«Ак Барс» Банк расскажет об опыте внедрения корпоратив
9 способов сэкономить во время отдыха9 способов сэкономить во время отдыха
Работа на Форекс: общие понятияРабота на Форекс: общие понятия
Современная спальня в контрастных элементах дизайнерских решенийСовременная спальня в контрастных элементах дизайнерск