Исследователи из Florida State University разработали новый перезаряжаемый цинк-ионный аккумулятор, который может стать более безопасной и дешёвой альтернативой привычным литий-ионным батареям. Главная особенность этой разработки — полностью водная конструкция, использование недорогих материалов и специального гидрогеля, усиленного кевларовыми волокнами, который помогает стабилизировать внутреннюю структуру батареи и повышает её безопасность.

Одной из главных проблем цинк-ионных батарей долгое время были дендриты — микроскопические металлические иглы, которые растут внутри элемента при зарядке и могут вызывать короткое замыкание. Чтобы решить эту проблему, команда использовала самособирающуюся конструкцию: электрод из диоксида марганца формируется прямо внутри ячейки, а кевларовый гидрогель удерживает электролит на месте и подавляет рост опасных дендритов.

В лабораторных испытаниях прототип выдержал 900 быстрых циклов зарядки-разрядки почти без заметной потери характеристик. Авторы исследования прямо говорят, что эта технология пока не предназначена для смартфонов, потому что цинковые батареи тяжелее литиевых. Зато для сетевого накопления энергии, домашних резервных систем и носимых медицинских устройств такой вариант выглядит очень перспективным — там важнее не минимальный вес, а стабильность, долговечность и пожаробезопасность.

Из канала Мем в глаз попал

Также в МАХ

Нафталин — это белое кристаллическое ароматическое углеводородное соединение с резким запахом, получаемое из каменноугольной смолы. Известен как эффективное, недорогое средство от моли. Но ученые из Сколтеха нашли ему другое применение. Они предложили заменить дорогие и редкие металлы в батареях соединением нафталина и антрацена.

«Мы показали, что обычные ароматические соединения, такие как нафталин или антрацен, способны работать не хуже, а в некоторых случаях и лучше дорогих синтетических материалов. Их главное преимущество — это возможность точной настройки электрохимических свойств с помощью введения атомов других элементов или функциональных групп. Это открывает путь к созданию аккумуляторов, в которых ключевые компоненты будут синтезироваться из возобновляемого сырья», — сказал автор работы Илья Чепкасов.

Батареи будущего могут стать не только дешевле, но и экологичнее — за счет перехода от редких металлов к гибким и настраиваемым органическим материалам.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в канале ЭнергетикУм

Никель-63 — искусственный радиоактивный изотоп с периодом полураспада около 100 лет. Он излучает мягкие бета-частицы — без опасного гамма-излучения. Именно это сочетание — стабильность, безопасность и длительная отдача энергии — делает его перспективным материалом для создания компактных атомных батареек.

На этой идее построена разработка американской компании NRD. Они представили твердотельную ядерную батарею, способную работать более 100 лет. Внутри происходит непрерывный процесс: никель-63 распадается и выделяет энергию, которая напрямую преобразуется в электричество. Устройство работает в диапазоне напряжений от 1,0 В до 20,0 В и имеет номинальный ток от 7,5 нА до 33 нА, при размере 20 мм х 20 мм х 12 мм.

Такие батареи идеально подходят для датчиков, систем мониторинга и устройств, которые должны работать годами без доступа человека.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в канале ЭнергетикУм

Будущее энергетики во многом зависит от аккумуляторов. И один из главных кандидатов — квазитвердотельные литий-металлические батареи. Они способны хранить больше энергии, чем современные аналоги. Но есть серьезный риск: внутри могут образовываться дендриты - иголки лития, которые пробивают структуру батареи и могут вызвать короткое замыкание.

Ученые из Гонконгского университета науки и технологий нашли решение. Они разработали специальный каркас с упорядоченными каналами по которым движутся ионы лития. Это похоже на хорошо организованную дорожную сеть вместо хаотичного движения.

В результате литий распределяется равномерно, снижается риск образования дендритов и уменьшается перегрев. В итоге батарея сохраняет более 90% емкости даже после 600 циклов зарядки и может стабильно работать до 2000 часов.

Именно эти изменения внутри материала могут стать ключом к следующему поколению аккумуляторов.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в канале ЭнергетикУм