Календарь новостей

« Апрель 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Анод из песка для литиево-ионных батарей

Источник: Physorg

В настоящее время анод (отрицательный электрод) литиево-ионных батарей изготавливается из графита. Но мощность электронных устройств все время растет, и уже скоро графит не сможет выдерживать такую нагрузку. Ученые заняты поиском возможности использовать вместо графита нанокремний, то есть кремний, структурированный на наноуровне. Имеются две проблемы: как производить такой кремний в промышленных масштабах и как обеспечить его защиту от деградации. Решение обеих задач нашли исследователи из Университета Калифорнии в Риверсайде (США). Команда под руководством профессоров Михримаха и Ченгиза С. Озкана и аспиранта Захари Фаворса решила использовать в качестве сырья для получения нанокремния обычный песок.

Песок состоит в основном из кварца — диоксида кремния. Г-н Фаворс выяснил, где в США имеется песок с наиболее высоким содержанием кварца, и доставил его в лабораторию. Далее ученые измельчили песок до наноуровня и подвергли его рафинации, в итоге цвет песка изменился с коричневого до белого, так что он стал похож на сахарную пудру. Затем в полученную «пудру» добавили обычную соль (NaCl) и магний, и подвергли смесь нагреванию. Магний работал как восстановитель — обеспечил удаление кислорода из диоксида кремния, а соль сыграла роль эффективного теплового акцептора экзотермической реакции. В ходе процесса ученые получили приятый сюрприз — чистый нанокремний образовал трехмерную сеть взаимосвязанных нитей толщиной 8-10 нм, с большим количеством пор.

Фактически, получилась своеобразная губка из нанокремния. Анод, изготовленный из нанокремниевой губки и покрытый слоем углерода, привел к увеличению емкости батареи с 1024 мАч/г до 2000 мАч/г. Причем отличные электрохимические характеристики сохранялись и после 1 000 циклов перезарядки. Повышение производительности может означать расширение ожидаемого срока службы батарей в электрических транспортных средствах до 3 раз. В итоге потребители могут получить серьезную выгоду, так как замена батареи обходится недешево. Для мобильных электронных устройств повышение мощности батарей означает увеличение срока работы без подзарядки. В настоящее время команда профессора Озкана работает над созданием большого количества нанокремния. Также планируется перейти от испытания батарей размером с монету к испытаниям более крупных батарей.

Рисунок: Physorg

Подготовлено по материалам (источник): Physorg
Дата: 9 июля 2014
Другие новости, которые читают вместе с этой: Бифункциональный электролит повышает емкость батарей Бурые водоросли улучшат характеристики аккумуляторов Фторид-ионные аккумуляторы — повышение емкости и безопасности батарей Закаленная кремниевая губка – перспективный материал для литий-ионных батар ... Как нарисовать батарею Созданы печатные батареи