Случайная революция. Ученые нашли материал для аккумуляторов, который изменит судьбу электрокаров

Инновации

15 мая, 12:00

Случайная революция. Ученые нашли материал для аккумуляторов, который изменит судьбу электрокаров

Случайная революция. Ученые нашли материал для аккумуляторов, который изменит судьбу электрокаров - фото

Oliver Payton/University of Bristol

Новый материал может усовершенствовать аккумуляторы

Ученые из Великобритании изобрели материал, который может увеличить объем электроэнергии в электрических аккумуляторах и повысить скорость их заряда.

С ростом популярности альтернативных источников энергии, отказом от ископаемого топлива и развитием рынка электрического транспорта люди столкнулись с проблемой создания огромного количества аккумуляторов и улучшения их эффективности.

Как уже писало НВ, один из основных материалов для создания электрических батарей - литий - может стать главным камнем преткновения во всей индустрии новой экологически чистой энергетики. Дело в том, что крупнейшие месторождения этого металла находятся в чилийской пустыне Атакама, где за его добычу не совсем законным образом борются две местные компании.

Оставив проблему вреда для экологии при добыче лития, стоит также учесть, что запасы “новой нефти” могут иссякнуть раньше, чем мы успеем отказаться от всех двигателей внутреннего сгорания.

Одно из решений этой проблемы недавно предложили Крис Ховард и Митч Уоттс из Университетского колледжа Лондона. В своей статье на The Conversation эксперты заявляют, что разработали материал, который поможет увеличить объемы электроэнергии в действующих аккумуляторах на 50% и значительно сократить время зарядки батарей.

Открытием стала фосфореновая нанолента, которую ученые изобрели случайно, пытаясь разделить слои кристаллов фосфора на двумерные частицы. В итоге, у Ховарда и Уоттса получилась двумерная лента “в форме итальянской пасты тальятелле”, которая занимает всего один атом в толщину, около 100 атомов в ширину и до 100 тыс. атомов в длину. Фосфорен является модификацией фосфора, который разделен на атомные слои.

Фото: Mitch Watts/UCL

Разработанная фосфореновая нанолента может стать прорывом в сфере электрических аккумуляторов, поскольку можно управлять ее проводимостью электричества и она может принимать практически любую форму.

“Рифленая структура фосфореновых нанолент означает, что заряженные ионы, которые питают батареи, могут вскоре двигаться в 1000 раз быстрее, чем это возможно сейчас”, - пишут авторы разработки. - “Это будет означать значительное сокращение времени зарядки при увеличении емкости примерно на 50%”.

Стоит ли объяснять, что главная проблема, которую сейчас пытаются решить производители аккумуляторов для электрокаров - это как раз сокращение времени их зарядки и увеличение объема, чтобы они могли конкурировать по запасу хода и простоте в использовании с автомобилями на ископаемом топливе.

Кроме этого, открытие может означать переход на использование ионов натрия, вместо ионов лития в будущем, что также означает позитивные изменения для развития электрических источников энергии. Натрий, как и фосфор, находятся в изобилии в земной коре и в морской воде, и, в отличие от лития, их добыча гораздо проще и дешевле.

Открытие ученых из Лондона также сулит серьезные изменения для полупроводниковых материалов в сфере аппаратного обеспечения для компьютеров. Поскольку компьютерные мощности постоянно увеличиваются, текущие физические материалы, которые обеспечивают их функционирование могут быстро устареть и не успеть за развитием новых систем. Ховард и Уоттс говорят, что их лента позволит сделать еще меньшие и быстрые микросхемы.

Фото: Freddie Russell-Pavier/University of Bristol

Фосфореновая нанолента имеет перспективы создать высокоэффективные солнечные батареи за счет снижения уровня сопротивления между наноматериалами, и, как результат, сокращения энергетических потерь. Не за горами и то время, когда с помощью подобных материалов компании смогут разрабатывать нательные гаджеты, которые будут заряжаться только от энергии человеческого тела.

Авторы открытия понимают, что для практического применения фосфореновой наноленты и предстоит пройти еще многочисленные тестирования и исследовать свойства этого материала. Не говоря уже о том, что изобретение рыночного продукта с этой ленты может занять годы.


Читайте новый номер журнала НВ

Подписывайтесь на журнал НВ и читайте свежий номер прямо сейчас. Все подписчики также получают доступ к архивным выпускам журнала. Стоимость подписки на три месяца всего 59 гривен.

Подписаться и читать журнал