Учёные построили экспериментальный электрод для литиевого аккумулятора, который удерживает в десять раз больше энергии и заряжается в десять раз быстрее традиционного аналога. До рынка эта разработка должна добраться за три-пять лет, уверяют её авторы.
Гарольд Кунг (Harold H. Kung) и его коллеги из Северо-Западного университета сосредоточили свои усилия на аноде литиевой батареи. От его параметров зависит, сколько ионов лития он может удерживать во время зарядки и как быстро он способен их принять.
В обычной батарее анод составлен из огромного множества слоёв графита (фактически тут можно говорить о графене – одноатомных углеродных листах). Такой материал может удерживать один атом лития на каждые шесть атомов углерода.
Исследователи давно пробуют заменить углерод кремнием, тот способен захватывать по четыре атома лития на каждый свой атом. Но в процесс захвата и отдачи лития кремний очень сильно расширяется и сжимается, что приводит к разрушению электрода и быстрому падению ёмкости батареи.
Чтобы решить эту проблему, Гарольд и его соратники придумали графено-кремниевый композит. Графеновые листы, между которыми зажаты кластеры из атомов кремния, своей податливостью и подвижностью обеспечили пространство для изменения объёма электрода без его разрушения.
Что до скорости зарядки, то авторы электрода тоже нашли способ поднять её на порядок. С помощью химического процесса они создали в графеновых листах набор отверстий (дефектов в плоскости) поперечником по 10-20 нанометров каждое.
Эти углеродные вакансии значительно повысили скорость диффузии ионов через листы композита, сообщают авторы новинки в журнале Advanced Energy Materials.
Окна в углеродных слоях позволяют литию быстрее достигать внутренних слоёв бутерброда, нежели это происходит в обычном электроде.
Все вместе эти инновации позволили существенно поднять параметры батареи. «Даже после 150 зарядов, которые означают год или более работы, эта батарея всё ещё в пять раз более эффективна, чем литиево-ионные аккумуляторы, присутствующие на рынке сегодня», — говорит Кунг.
Никто пока не комментировал эту страницу.
Что объединяет эти статьи? Прежде всего то, что они вместе с другими статьям составят «Справочник технического писателя». Справочник, в котором совместно анализируются стандарты разных систем – ГОСТ 2, ГОСТ 34, ГОСТ 19 и др.,
используемые техническими писателями при разработке текстовых документов.
Результатами такого анализа станут предложения по корректировке действующих стандартов (см. статью ««Обозначение программных документов. Предложения по изменению стандартов») или же приглашение к обсуждению тех или иных вопросов, как это сделано в статье «Стадии разработки».
По мнению автора справочника, совместный анализ стандартов разных систем позволит не допускать расширенного толкования одних и тех же понятий, корректно использовать техническую терминологию, а также исключить противоречия в правилах выполнения текстовых документов в разных системах стандартов.
Задача словарных статей «Справочника технического писателя» не повторять тексты тех или иных стандартов, а рассмотреть стандарты разных систем, взглядом специалиста, применяющего их при подготовке технической документации.
Статьи этого справочника предназначены для технических писателей, нормоконтролеров, работников ОТК, а также всех, кто тем или иным образом связан с разработкой, оформлением согласованием и утверждением текстовой документации.