Швейцарские ученые предложили альтернативу литий-ионным аккумуляторам|Les scientifiques suisses ont proposé une alternative à l’accumulateur lithium-ion

Автор: Татьяна Гирко, Дюбендорф, 11. 05. 2017 Просмотров:893

(© FNS)

Путешественники, летающие самолетами, знают, что литий-ионные аккумуляторы запрещено сдавать в багаж отдельно от устройств, для которых они предназначены. А в прошлом году, обеспокоившись случаями их перегрева и возгорания на борту сразу двух самолетов, Международная организация гражданской авиации (ICAO) и вовсе наложила временный запрет на перевозку партий литий-ионных аккумуляторов в грузовых отсеках пассажирских воздушных судов. Причиной такого решения стала повышенная пожароопасность самых популярных источников тока современности. Они используются в телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах и других устройствах, без которых сегодня невозможно обойтись. Ожидается, что проблему позволят решить новые стандарты перевозок, которые ICAO пообещала разработать к 2018 году.


Между тем на смену широко распространенной сегодня литий-ионной технологии может прийти новая, разработанная швейцарскими учеными под руководством Арндта Ремхофа из Федеральной научно-исследовательской лаборатории по материаловедению Empa при поддержке Фонда научных исследований Конфедерации. Большим потенциалом в этом контексте обладают натрий и магний, которые позволяют создать источник тока, основанный исключительно на твердых элементах, говорится в коммюнике FNS.


Основная техническая сложность при реализации этой задачи заключалась в следующем: нужно было добиться, чтобы ионы лития, натрия и магния перемещались в твердой среде. Двигаясь от одного полюса к другому внутри батареи, ионы с положительным зарядом позволяют перемещаться отрицательно заряженным электронам, в результате чего во внешней цепи возникает электрический ток.


Для этого исследователям пришлось разработать твердые электролиты, близкие по химической структуре к кристаллам, что оказалось не так просто. «Я люблю сравнивать нашу работу с работой футбольного тренера. Вы можете собрать лучшие элементы, но без оптимизации параметров хороших результатов не достичь», – подчеркивает Арндт Ремхоф.


Натрий – дешево и сердито


Ученым удалось создать твердый электролит, обеспечивающий подвижность ионов натрия уже при температуре 20°С. Последний параметр имеет решающее значение: ионам для движения необходимо тепло, и спровоцировать реакцию при комнатной температуре – серьезный технический вызов. В результате был получен невоспламеняемый и химически стабильный при температуре до 300°С электролит. А параллельно работавшая над проектом группа из Университета Женевы под руководством Ганса Хагеманна разработала технологию, позволяющую снизить стоимость его производства.


В отличие от лития, запасы натрия более значительны – этот химический элемент входит в состав обычной поваренной соли, отмечает FNS. «Его доступность – наш основной аргумент. Однако при равном весе он накапливает меньше энергии, чем литий, и поэтому может стать хорошим решением только в том случае, когда масса аккумулятора не имеет решающего значения при его использовании», – объяснил сотрудник Empa Лео Дюшен, один из авторов исследования.


Магний – идеально, но не так просто


Производителей мобильных телефонов, которые, как известно, тоже иногда перегреваются и могут взорваться прямо в руках или карманах их владельцев, предложенное решение с натрием, конечно, не устроит – ведь в данном случае счет идет на граммы. Их внимание может привлечь другая технология, предложенная той же командой ученых, – твердый электролит на базе магния. Легкий, не угрожающий перегреться и, главное: ионы магния обладают двумя положительными зарядами, в отличие от ионов лития, который ограничивается одним. На практике это означает, что при таком же объеме можно накопить вдвое больше энергии.


До сих пор экспериментальные электролиты позволяли привести в движение ионы магния, но только при температуре 400°С. Швейцарским ученым удалось добиться аналогичной проводимости уже при 70°С. «Это революционное исследование и демонстрация реализуемости проекта. Мы пока далеки от полного и функционального прототипа, но первый значительный шаг уже сделан», – говорит сотрудница Empa Эльза Родерн, проводившая эксперименты.


Проект «Новые ионные проводники» (Novel Ionic Conductors) объединяет исследователей из Empa, Университета Женевы, Института Пауля Шеррера и польского Института ядерной физики. С 2015 года он финансируется Фондом научных исследований в рамках программы Sinergia, направленной на развитие междисциплинарного сотрудничества. «Невероятно, что нам удалось добиться таких результатом менее, чем за два года!» – восклицает Арндт Ремхоф. Будем надеяться, что скоро плодами этого сотрудничества смогут в полной мере воспользоваться обладатели современных устройств, безопасность которых пока далека от идеальной.

 

Добавить комментарий

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь , чтобы отправить комментарий
КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1.03
CHF-EUR 0.86
CHF-RUB 59.53
СОБЫТИЯ НАШЕЙ ГАЗЕТЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Галина Тюнина: «Шекспир подал нам руку»

Одна из самых ярких актрис театра Мастерская Петра Фоменко играет в спектакле «Сон в летнюю ночь», который можно будет увидеть на сцене женевского Театра Каружа в декабре этого года, сразу две роли – Титании, царицы фей и эльфов, и Ипполиты, царицы амазонок.
Всего просмотров: 2,895

Лозанна: Прощание с храмом

20 сентября в русском православном храме Рождества Христова в лозаннском пригороде Пюйи будет совершено последнее в его истории богослужение. Частный дом, в маленьком подвальчике которого вот уже без малого семьдесят лет размещался храм, выставляется на продажу, и хозяева попросили общину освободить помещение.
Всего просмотров: 1,858

Это официально: придуман новый вид шоколада

Производитель шоколада Barry Callebaut представил новый вид шоколада - розового цвета. Он изготовлен из розовых какао-бобов без добавления ароматизаторов и красителей.
Всего просмотров: 1,554
© 2015 Наша Газета - NashaGazeta.ch
Все материалы, размещенные на веб-сайте www.nashagazeta.ch, охраняются в соответствии с законодательством Швейцарии об авторском праве и международными соглашениями. Полное или частичное использование материалов возможно только с разрешения редакции. В случае полного или частичного воспроизведения материалов сайта Nashagazeta.ch, ОБЯЗАТЕЛЬНА АКТИВНАЯ ГИПЕРССЫЛКА на конкретный заимствованный текст. Фотоизображения, размещенные редакцией Nashagazeta.ch, являются ее исключительной собственностью. Полное или частичное воспроизведение фотоизображений без разрешения редакции запрещено. Редакция не несет ответственности за мнения, высказанные читателями в комментариях и блогерами на их личных страницах. Мнение авторов может не совпадать с мнением редакции.
Scroll to Top
Scroll to Top