Loading

Материал из шелка повышает производительность батарей

Создано 14.03.2015 15:25
Автор: Natali

Материал из шелка повышает производительность батарей. Facepla.net последние новости экологии

Литий-ионные аккумуляторы присутствуют в большей части современной электроники: от портативных гаджетов до электромобилей. Но, к разочарованию потребителей, жизнь ни одной из этих батарей не продлится долго без подзарядки. Сегодня ученые сообщают о новой разработке - «зеленом» способе повысить производительность батарей.

Литий-ионные батареи следующего поколения смогут хранить больший заряд в течение большего числа циклов благодаря новому материалу, полученному из натурального шелка. Ученые Пекинского Технологического института обнаружили, что их материал, регенерированный фиброин шелка, работает более 10000 циклов, а также вмещает в пять раз больше лития, чем графит, который является наиболее распространенным выбором для анода (отрицательного электрода) в литий-ионных аккумуляторах.

Ученые и производители батарей опробовали все виды возможных замен графита для повышения производительности, в том числе высокотемпературный кварцевый песок, который увеличивает производительность батареи, размером с монету, в три раза. Но еще не были созданы достаточно энергоемкие батареи для широкого использования.

Хуанбао Цао (Chuanbao Cao) и его коллеги отмечают, что углерод является ключевым компонентом в коммерческих литий-ионный устройствах хранения энергии, включая батареи и суперконденсаторы. Чаще всего выполняет эту роль графит, но он имеет ограниченную энергетическую емкость. Для улучшения хранения энергии производители ищут альтернативный материал, чтобы заменить графит. Команда Цао хотела узнать, смогут ли они разработать такой материал, используя устойчивый источник.

Исследователи из Пекина решили и бросили себе вызов - найти устойчивый биологически возобновляемый источник, который бы смог превзойти графит. Они обнаружили, что натуральный шелк можно обработать таким образом, чтобы создать нанолисты на основе углерода, которые затем могут быть включены в прототипы батарей и суперконденсаторов.

Материал из шелка повышает производительность батарей

Полученные батареи имели емкость 1865 мАч /г, что в пять раз больше, чем теоретическая емкость графита (372 мА-ч /г), при плотности тока 0,1 А /г, и они сохранили высокую стабильность – примерно 92 процента первоначальной емкости после 10 000 циклов зарядки. Иными словами, для их износа потребуется гораздо больше времени, они могут заряжаться и разряжаться намного больше раз, чем обычные литий-ионные батареи, при этом иметь линейную характеристику отдачи при очень широкой вариативности интенсивности потребляемого тока.

Исследователи считают, что их метод может быть легко масштабируем для коммерческого использования, и они отмечают, что их материал может также найти применение в натрий-ионных батарей, для хранения водорода и других гибридных устройств хранения энергии.

Facepla.net по материалам: pubs.acs.org

Author: Natali

Комментарии: