Connect with us

Технологии

Новая технология обеспечивает увеличение скорости зарядки аккумуляторов на 500%

Published

on

Инженеры Мичиганского университета разработали инновационный процесс производства аккумуляторов для электромобилей, который значительно увеличивает скорость зарядки в условиях холодной погоды.

Это решение одной из самых актуальных проблем — снижения эффективности аккумуляторов при низких температурах.

Новый метод производства позволяет сохранить 97% емкости аккумулятора после 100 циклов быстрой зарядки при морозах, сообщает издание interestingengineering.com.

Литий-ионные батареи, использующие эту технологию, могут заряжаться в 5 раз быстрее даже при температурах до -10 °C. Это достигается за счет специального структурного покрытия, которое предотвращает образование литийсодержащих веществ на электродах. Эти вещества являются распространенной проблемой, ухудшающей производительность аккумуляторов. Модифицированные аккумуляторы показывают 97% сохранения емкости после 100 циклов быстрой зарядки при отрицательных температурах.

Стандартные аккумуляторы электромобилей работают за счет перемещения ионов лития между электродами через жидкий электролит. Однако при низких температурах это движение замедляется, что снижает эффективность аккумулятора и скорость зарядки. Для увеличения запаса хода автопроизводители увеличили толщину электродов, что, в свою очередь, замедляет зарядку. Чтобы решить эту проблему, ученые использовали лазерное сверление, которое позволило ионам лития двигаться свободнее, улучшая зарядку при комнатной температуре. Однако зарядка в условиях холода оставалась проблемой.

Главной причиной плохой работы аккумуляторов при низких температурах является химический слой, который образуется на поверхности электрода в таких условиях. “Этот слой не позволяет заряжать весь электрод, что снижает энергоемкость аккумулятора”, — объяснили исследователи.

Чтобы устранить эту проблему, они нанесли на электрод тонкое стекловидное покрытие из бората-карбоната лития толщиной всего 20 нанометров. Это покрытие предотвратило образование нежелательного слоя и в сочетании с лазерными каналами ускорило зарядку в морозы на 500%.

Одна из самых больших проблем зимних месяцев заключается в том, что в холодное время года запас хода электромобиля сокращается, а скорость зарядки значительно снижается. В январе 2024 года, например, время зарядки некоторых электромобилей увеличилось до более чем часа из-за низких температур.

“Зарядка аккумулятора электромобиля занимает от 30 до 40 минут, а зимой это время может увеличиться до более чем часа. Это серьезная проблема, которую мы стремимся решить”, — подчеркнули ученые.

Исследования проводились в лаборатории аккумуляторов Мичиганского университета и Мичиганском центре по характеристике материалов. Группа подала заявку на патент и получила поддержку от U-M Innovation Partnerships. В это время компания Arbor Battery Innovations лицензировала технологию и начала работать над ее коммерциализацией.

Источник: interestingeng ineering

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Технологии

Тайна Заброшенного замка: ученые наконец-то разгадали секрет древней крепости

Published

on

У побережья притока Дуная в Австрии археологи разгадали тайну загадочного комплекса каменных стен, известного как “Заброшенный замок”.

Место, которое долгое время считалось остатками средневекового укрепления или сторожевого пункта времён Первой турецкой войны, на самом деле оказалось римским фортификационным сооружением, возведённым почти две тысячи лет назад.

Как сообщает Heritage Daily, исследователи из Австрийской академии наук пришли к выводу, что руины, расположенные недалеко от города Штопфенройт и всего в четырёх километрах от крупного римского центра Карнунтум, представляют собой остатки римского военного форпоста. Он был стратегически размещён у важной речной переправы и, судя по всему, играл ключевую роль в системе охраны северной границы Римской империи.

Крепости-плацдармы, подобные этой, служили многим целям, действуя как форпосты для военных кампаний, так и как опорные пункты, охранявшие стратегические пути через реки
Фото: H. Wraunek, Land NÖ

По словам археолога Кристиана Гугля, сооружение датируется временем Маркоманских войн (166–180 гг. н. э.), когда император Марк Аврелий боролся с германскими племенами. Второй этап строительства, по мнению учёных, относится к 260 году — периоду правления императора Галлиена, когда Рим усиливал оборону от варварских вторжений.

Крепость, как и другие плацдармы на границе, использовалась не только для защиты, но и как база для военных операций и контроля передвижений через реку. Во время раскопок были найдены керамические изделия, бронзовые артефакты, строительные материалы и штампованные кирпичи с отметками XIV и XV легионов, которые служили в этом регионе.

Находка заставила пересмотреть прежние представления о римском присутствии на северном берегу Дуная. До недавнего времени историки считали, что Рим ограничивался южным берегом, избегая постоянного строительства укреплений на другой стороне реки. Но обнаружение подобных каменных форпостов говорит о более глубоком и организованном присутствии Рима на севере, чем считалось ранее.

Источник: Heritage Daily

Continue Reading

Технологии

Секреты Марса: Красная планета имела очень странное магнитное поле

Published

on

Марс, как и Земля, когда-то обладал магнитным полем, защищавшим его атмосферу от солнечного ветра.

Однако в отличие от Земли, где это поле охватывает всю планету, на Марсе от него остались лишь фрагментарные следы — и в основном они сосредоточены в южном полушарии. Почему именно там, долго оставалось загадкой. Теперь учёные, как сообщает Phys, предложили убедительное объяснение.

Согласно исследованию, опубликованному в Geophysical Research Letters, древнее магнитное поле Марса имело полусферическую форму — оно покрывало только южную часть планеты. Это объясняет, почему следы магнитного поля сегодня обнаруживаются именно в южных породах.

Ключ к разгадке — в строении ядра Марса. Ранее считалось, что оно похоже на земное: твёрдое внутреннее и жидкое внешнее. Но данные сейсмометра миссии InSight указывают на другое — марсианское ядро, возможно, полностью жидкое и содержит больше лёгких элементов, чем предполагалось. Это влияет на температурный режим и динамику теплопередачи в недрах планеты.

Исследователи смоделировали ранний Марс с жидким ядром и различиями в температуре мантии между полушариями. Они показали, что при повышенной температуре в северной части планеты тепло от ядра в основном уходит в южное полушарие. Именно это неравномерное распределение тепла активировало там планетарное динамо — механизм, создающий магнитное поле за счёт движения жидкого железа в ядре.

Так и возникло полусферическое магнитное поле, охватывавшее только юг Марса. Это объяснение отличается от других гипотез, например, идеи о том, что следы магнитного поля в северных породах были стёрты ударами метеоритов. Открытие подчёркивает, что, несмотря на внешние сходства с Землёй, Марс — это уникальный мир с собственной геологической историей.

Источник: Phys

Continue Reading

Технологии

Ученые готовы решить проблему токсичных рек во всем мире: микробы съедят загрязнители

Published

on

Более 150 лет канал Гованус в Бруклине служил стоком для промышленных отходов, химикатов и сточных вод. Сегодня он считается одним из самых загрязнённых водоёмов в США.

Однако, как отмечает Popular Science, учёные теперь видят в этом месте не только символ экологической катастрофы, но и потенциальный источник решений для борьбы с загрязнением вод по всему миру.

Канал был создан в XIX веке из бывшего болотистого устья и пресного ручья — он должен был служить транспортной артерией для бурно развивающейся индустрии. Хотя заводы, загрязнявшие воду, давно исчезли, тяжёлое наследие — токсичный ил на дне — осталось. По данным биолога Элизабет Хенафф из Нью-Йоркского университета, толщина загрязнённого осадка достигает 3–6 метров.

Тем не менее, даже в этой ядовитой среде существует жизнь. Учёные обнаружили сотни видов микроорганизмов, приспособившихся к экстремальным условиям. Эти бактерии, археи и вирусы не просто выживают, но активно расщепляют вредные вещества. В их арсенале — десятки метаболических путей, позволяющих перерабатывать такие органические загрязнители, как фенолы и толуол, а также поглощать тяжёлые металлы.

Микробная биопленка, образовавшаяся на поверхности загрязненного осадка из канала Гованус, выращенная в аквариуме в рамках художественной выставки CHANNEL в арт-пространстве BioBAT в Бруклине, штат Нью-Йорк
Фото: Elizabeth Henaff

Согласно исследованию, в образцах ила было выявлено 455 видов микробов, 64 пути расщепления токсинов и 1171 ген, связанный с детоксикацией металлов. Кроме того, команда исследователей обнаружила тысячи геномных и метаболических кластеров, ранее неизвестных науке, — они также могут быть полезны для очистки загрязнённых территорий.

Это открытие даёт надежду на использование природных «супермикробов» для биоремедиации — экологической технологии, суть которой заключается в применении живых организмов для устранения загрязнений. Как отмечает соавтор работы, эволюционный биолог Сергиос-Орестис Колокотронис, аналогичные методы уже использовались, например, при очистке сточных вод и ликвидации разливов нефти.

Уникальный микробиом Говануса может стать основой новых подходов к восстановлению экосистем — не только в США, но и по всему миру.

Источник: Popular Science

Continue Reading

В тренде