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

(© 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.

КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1.24
CHF-EUR 1.06
CHF-RUB 101.51
Афиша

Ассоциация

Association

СОБЫТИЯ НАШЕЙ ГАЗЕТЫ
Популярное за неделю
Кто не боится «Большого брата»?

Как уже известно нашим читателям, 28 сентября Швейцария будет голосовать по двум вопросам: введение электронного удостоверения личности (e-ID) и возможность введения кантонального налога на второе жилье. О сути второго вопроса мы уже рассказывали, так что поговорим сегодня о первом.

Всего просмотров: 1937
Осторожно: поддельные средства для похудения!

Швейцарский орган контроля за лекарственными средствами Swissmedic предупреждает о росте числа поддельных, вводящих в заблуждение или неразрешенных препаратов для снижения веса.

Всего просмотров: 1751

La saison de l'Opernhaus Zurich s'ouvrira avec le ballet Concerto ; le célèbre chorégraphe britannique Sir Kenneth MacMillan y traduit en langage chorégraphique la musique de Dimitri Chostakovitch. Dans l'ensemble, le programme de l'année musicale à venir donne envie de tout laisser tomber pour déménager dans la ville des bords de la Limmat. Je vous propose aujourd’hui une interview exclusive du nouveau directeur du théâtre, pour qui cette saison à Zurich est la première.

Всего просмотров: 1685

Самое читаемое

Маттиас Шульц : «Не надо пенять на артистов!»

Сезон Оперного театра Цюриха откроется балетом «Concerto» - знаменитый британский хореограф сэр Кеннет Макмиллан перевел на язык танца музыку Дмитрия Шостаковича. А в целом программа предстоящего года такая, что хочется бросить все и переехать в город на Лиммате. Наша Газета предлагает вниманию читателей эксклюзивное интервью с новым директором театра, для которого этот сезон в Цюрихе – первый.

Всего просмотров: 955

La saison de l'Opernhaus Zurich s'ouvrira avec le ballet Concerto ; le célèbre chorégraphe britannique Sir Kenneth MacMillan y traduit en langage chorégraphique la musique de Dimitri Chostakovitch. Dans l'ensemble, le programme de l'année musicale à venir donne envie de tout laisser tomber pour déménager dans la ville des bords de la Limmat. Je vous propose aujourd’hui une interview exclusive du nouveau directeur du théâtre, pour qui cette saison à Zurich est la première.

Всего просмотров: 1685