NatComm: Инженеры создают долговечный и дешевый электролит для аккумуляторов

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, очень важны для нашей планеты. Но есть проблема: они не всегда вырабатывают энергию тогда, когда это необходимо.

Материаловеды из Columbia Engineering разрабатывают новые виды батарей для хранения возобновляемой энергии. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда использовала батареи K-Na/S. Они сочетают недорогие элементы — калий (K), натрий (Na) и серу (S). Это решение может обеспечить длительное хранение энергии.

Руководитель группы Юань Ян, доцент кафедры материаловедения и инженерии факультета прикладной физики и математики Колумбийского инженерного университета, говорит, что необходимо увеличить срок службы батарей и производить их легко и дёшево. Это повысит надёжность возобновляемых источников энергии, стабилизирует энергосистемы, снизит зависимость от ископаемого топлива и обеспечит устойчивое энергетическое будущее.

Новый электролит помогает улучшить работу батарей K-Na/S.

У этих батарей есть две проблемы: низкая ёмкость из-за образования неактивных твёрдых веществ, которые блокируют диффузию, и необходимость эксплуатации при очень высоких температурах (>250 °C). Это усложняет процесс и увеличивает его стоимость.

Предыдущие исследования были сосредоточены на решении этих проблем. Поэтому учёные начали искать новую технологию для улучшения батарей K-Na/S.

Группа Яна разработала новый электролит — растворитель из ацетамида и ε-капролактама. Он помогает батарее накапливать и высвобождать энергию, растворяет K2S2 и K2S, повышая плотность энергии и удельную мощность промежуточно-температурных батарей K/S. Батарея с этим электролитом может работать при температуре около 75 °C и достигать почти максимально возможной ёмкости для хранения энергии.

Чжэнхао Ян, аспирант Юань Яна, говорит, что такой подход позволяет достичь почти теоретической разрядной ёмкости и увеличить срок службы батареи. Это особенно интересно в области среднетемпературных батарей K/S.

Путь к устойчивому энергетическому будущему

Группа Яна сотрудничает с Колумбийским центром электрохимической энергетики (CEEC).

CEEC объединяет исследователей и преподавателей Школы инженерии и прикладных наук, которые занимаются изучением электрохимической энергетики. Благодаря партнёрству с промышленностью центр может совершать прорывы в области хранения и преобразования энергии.

Планирование расширения масштаба

Команда работает над созданием надёжных и стабильных аккумуляторов, которые будут получать энергию из возобновляемых источников. Сначала команда сосредоточится на создании небольших аккумуляторов размером с монету, а затем масштабирует технологию для хранения больших объёмов энергии. Сейчас специалисты оптимизируют состав электролита.

16.09.2024


Подписаться в Telegram



Энергия

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Мир хранения энергии меняется благодаря кванто...

Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию

Превращение солнечной энергии в химическу...

Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров

Европейская комиссия дала зеленый свет огромно...

1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии

Стремление Китая использовать энергию звезд до...

Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму

Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ...

В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%

Ученые Томского политехнического университета ...

Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии

Живая лаборатория по использованию тепла ...

JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей

Глобальная гонка за увеличение срока служ...

AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии

Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме...

AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка

Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все...

В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики

Новый метод производства материалов, которые м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию