Ученые совершили первое в своем роде открытие в ходе поисков более безопасных аккумуляторов для электромобилей — вот что они обнаружили:
Любителям батареек стоит углубиться в изучение учебников по химии, чтобы в полной мере ознакомиться с последними открытиями Токийского научного университета.
Хотя сложное исследование не привело к созданию полностью рабочей батареи, оно может предоставить революционные знания о создании ключевой части блока питания: отрицательного электрода. В конечном итоге анализ может помочь создать лучший блок электромобиля с точным методом анализа электродов, согласно отчету, опубликованному EurekAlert.
Когда литий-ионные батареи циклируют, ионы перемещаются между двумя электродами — анодом и катодом — через вещество, называемое электролитом. Команда заинтересована в поиске лучшей альтернативы обычно используемым углеродным отрицательным электродам или катодам. Углерод подвержен проблемному образованию дендритов при быстрой зарядке, что, в свою очередь, может вызвать короткое замыкание и возгорание, как описано в резюме лаборатории и ScienceDirect.
Хоть возгорание литий-ионных аккумуляторов и случается редко , последствия могут быть катастрофическими.
В ответ японские эксперты исследовали оксиды переходных металлов в качестве альтернативы углероду. Материалы на основе оксидов обладают большой термической стабильностью и другими свойствами, которые способствуют лучшей пожарной безопасности. Перспективный тип называется оксидами фазы Вадсли-Рота, включая TiNb2O7, или TNO, все по EurekAlert.
«Структура сети TNO формирует пути проводимости ионов лития и оказывает значительное влияние на свойства отрицательных электродов», — сказал в отчете руководитель исследовательской группы и доцент Наото Китамура.
Но атомную структуру материала нужно было зарисовать. Чтобы выполнить эту задачу, команда проанализировала три уникальных образца. Один был чистым, один был
измельчен в шаровой мельнице для уменьшения размера частиц, а один был подвергнут термической обработке,
согласно лабораторным записям.
Серия расширенных испытаний, включая топологический анализ, показала, что шаровая мельница с последующей термической обработкой дает наилучшие результаты с точки зрения производительности заряда-разряда, говорится в отчете.
«Впервые мы смогли доказать, что сочетание анализа структуры и топологии промежуточного диапазона является перспективным способом разработки руководства по улучшению свойств электродов», — сказал Китамура, согласно EurekAlert.
Инновации в области аккумуляторов происходят по всему миру, включая технологии, возрождающие
железо-щелочную науку эпохи
Томаса Эдисона, и перспективные твердотельные блоки питания. Часто целью является увеличение запаса хода электромобиля, скорости зарядки и безопасности при одновременном снижении затрат.
Это важно, поскольку, как отмечает Министерство энергетики США, каждый электромобиль, заменяющий автомобиль, работающий на газе, ежегодно предотвращает выбросы тысяч фунтов вредных, задерживающих тепло выхлопных газов.
Сокращение выбросов — цель, которую водители всех транспортных средств могут помочь достичь. Эффективные привычки вождения могут сэкономить более сотни долларов в год за счет более коротких маршрутов и меньшего времени простоя. Сокращение выбросов выхлопных газов, вызывающих потепление планеты, также является благоприятным для легких шагом, поскольку медицинские эксперты связывают эти газы с целым рядом рисков для здоровья, включая воздействие канцерогенов.
На данный момент исследователи уверены, что их результаты приведут к созданию более эффективных литий-ионных аккумуляторов, что станет благом для электромобилей и других технологий.
«TNO может использоваться в литий-ионных аккумуляторах для автомобилей и может способствовать реализации стратегии зеленого роста для достижения углеродной нейтральности», — сказал Китамура.
Прочитайте что такое взгляд в будущее
Читайте ещё статьи из Рубрики: инновации-технологии-наука