Москва C

Создан устойчивый к повреждениям структурный аккумулятор

Создан устойчивый к повреждениям структурный аккумулятор

Исследователи из Мичиганского университета представили прототип «структурного» цинкового аккумулятора с твердым хрящеобразным электролитом, который даже при повреждении продолжает стабильно и безопасно работать.

Идея структурного аккумулятора заключается в том, чтобы накапливать и хранить энергию в конструктивных элементах, например, бампере автомобиля или крыле дрона, уменьшая их общий вес. Ученые из Энн-Арбора обнаружили, что ткань нашего колена и батарея смартфона имеют удивительно схожие потребности. Это вдохновило их на создание прототипа безопасного и легкого аккумулятора из похожего на хрящ материала, долговечного и легко структурируемого.

В разработанном прототипе арамидные нановолокна (материал бронежилетов), выступают в качестве коллагена, а полиэтиленоксид и соль цинка, являются аналогами мягких компонентов хряща. Для полноценного функционирования устройства, команда соединила цинковые электроды с оксидом марганца. Эта комбинация из стандартных щелочных батарей, но в данном случае вместо сепаратора и электролита используется хрящеобразная мембрана.

В ходе испытаний прототип продолжал стабильно работать даже после сквозных проколов и удаления отдельных частей. Такие уникальные свойства обусловлены твердой структурой электролита, который позволяет ионам свободно перемещаться от одного электрода к другому. Он также препятствует росту дендритов – металлических усиков, которые приникают в сепаратор между электродами и создают полосы для движения электронов, что приводит к замыканию цепи и может вызвать возгорание. Именно по этой причине производители ранее игнорировали цинк.


Установленные на дронах, цинковые аккумуляторы увеличили время полета на 5-25%, в зависимости от размера элемента, массы беспилотника и погодных условий. На данном этапе, они лучше всего подходят в качестве вторичных источников энергии, потому что все еще не могут заряжаться и разряжаться так же быстро, как литий-ионные аналоги. Однако команда инженеров уже начала поиск лучшего электрода, который позволит ускорить эти процессы и продлить срок службы. Сейчас прототипы способны эффективно работать более 100 циклов при 90% емкости.

Новости
0
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

0 комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *