Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Разработаны миниатюрные суперъёмкие аккумуляторы

Аватар пользователя kotovas



Хотели бы вы иметь смартфон с аккумулятором, от которого можно «прикурить» автомобиль? И при этом, чтобы он заряжался на считанные секунды? Фантастика — скажете вы. Тем не менее, учёные из Университета Иллинойса опубликовали свою работу, которая дарит нам надежду увидеть такие супербатареи в будущем.

Это переворачивает представление о батареях. Она может выдать гораздо больше мощности, чем кто-либо может представить. В последние десятилетия электроника стала компактнее. «Думающие» части компьютеров так же стали меньше. А батареи — значительно отстают. Наша микротехнология может всё это изменить. Теперь источник питания такой же высокопроизводительный, как и всё остальное.



С современными источниками питания пользователю приходится выбирать между мощностью и ёмкостью. Для некоторых применений нужно большое количество энергии(например, при передаче радиосигнала на большие расстояния). Конденсаторы способны быстро её высвобождать, но при этом запасая её лишь в небольших количествах. Для других задач, вроде длительного прослушивания радио, нужна большая ёмкость источника, которую имеют, например, топливные элементы и батареи. Но они отдают электроэнергию довольно медленно.

Батареи, созданные командой под руководством Уильяма Кинга(William P. King), позволяют создавать бескомпромиссные аккумуляторы, выдающие высокую мощность и при этом обладающие высокой ёмкостью. Причем, с помощью несложной подстройки производственного процесса, возможно варьировать соотношение этих параметров.

Как известно, эффективность батареи напрямую зависит от площади поверхности её электродов. Команде удалось значительно её увеличить с помощью следующего технологического процесса. Сначала на стеклянную подложку наносится слой полистирола. Затем в эту структуру «вводится» электролитический никель, служащий основой будущих катодов, а шарики полистирола вытравливаются. На получившуюся губчатую поверхность гальваническим способом наносятся никель-олово — на анод и диоксид марганца — на катод. Вся суть процесса наглядно представлена на следующей иллюстрации:



В конечном итоге получается структура с огромной площадью поверхности, освобождая больше свободного пространства для протекания химических реакций.

Учёным удалось создать батарейку формата «microbattery». На графике ниже представлено её сравнение с обычной батарейкой Sony CR1620:



С такими батареями возможна, например, передача радиосигнала на расстояние в 30 раз большее, чем с обычными источниками питания или сокращение размера аккумулятора в 30 раз. Кроме того, батареи способны заряжаться в 1000 раз быстрее современных. Впечатляет, не правда ли?

В настоящий момент учёные работают над интеграцией своих батарей с другими электронными компонентами, а так же разрабатывают процесс производства, который позволит запустить их в серию по приемлемой цене.

http://habrahabr.ru/post/177037/


Жду критики от знатаков. Торетически проблем не вижу никаких и действительно получается очень полезный аккумулятор и мы вплотную приблизились к созданию аккумулятора для электромобиля с такой мощностью, чтобы электромобиль мог проехать минимум 500км на нём и при этом этот аккумулятор заряжался за 10-15 минут.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(07:25:39 / 19-04-2013)

Хабровские либерасты опустили из полного текста самое интересное:

новая батарея из Университета Иллинойса, которая подобно суперконденсатору имеет высокую удельную мощность, и в то же время сравнимую с современными никель-цинковыми и литий-ионными батареями плотность энергии

Т.е ДАЛЬШЕ электромобиль не уедет (плотность энергии "та же" (читай: в бытовых устройствах - в полтора-два раза меньше). Пока открыт вопрос о количестве циклов заряда/разряда (обычный акк тоже можно заряжать ускоренно, но у него заметно падает емкость и количество циклов заряда-разряда).

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(07:37:05 / 19-04-2013)

Речь о размерах аккумулятора, чаще всего всё упирается в них. Поэтому важна не сама плотность энергии, а Плотность энергии на единицу объёма (МДж/л).

А учитывая, что "В реальном применение эта технология может позволить оснащать потребительские устройства гораздо более миниатюрными и лёгкими батареями – представьте себе смартфон с аккумулятором толщиной с кредитку, который заряжается за несколько секунд. " - то это как раз то, что надо.

Это шаг к этому. Естественно вопрос о количестве циклов заряда\разряда всё также актуален ибо он не отражён в статье.

Аватар пользователя невежда
невежда(5 лет 6 месяцев)(08:54:23 / 19-04-2013)

ключик в этом. Но опять же, рулить будут те, кто имеет стратегию перехода на нормальную энергию. Так что это для нас прежде всего.

Комментарий администрации:  
*** Почти любой вопрос могу свести к антисобянинской политоте ***
Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(09:44:47 / 19-04-2013)

То есть, по Вашему, "плотность энергии" - это совершенно отличное понятие от "количество энергии на единицу объема"?! 

А еще ЕГЭ ругают...

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(09:57:49 / 19-04-2013)

Вес. Важен вес батареи. Размеры совершенно не лимитируют сейчас практически ничего.

Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(10:02:53 / 19-04-2013)

Не соглашусь.

В "моей" симметре стоят обыкновенные свинцово кислотные батареи, также, как и в автомобиле. А вот в смартфоне почему-то живет Li-Ion, в Смартбуках (tm) - Li-Pol, а во вспышке - NiMh.

Где-то важна плотность на объем, где-то - на килограмм, а где то важна возможность сделать батарейку любой формы. Ну и цена за накопленный ватт также играет роль.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:11:18 / 19-04-2013)

Принципиальной разницы между Li-Ion и данным убер-девайсом вы не заметите даже в мобильнике.

Автомобилю, реально, вообще параллельно. Ему бензин подавай, у него плотность энергии на килограмм массы где-то в 10 раз выше, чем у данной мегахрени.

Ну, то есть - или 30 килограмм бензина в бензобаке - или 300 килограмм аккумуляторов вместо багажника.

Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(10:14:28 / 19-04-2013)

А.

С точки зрения электромобиля и замены бензина искричеством - да, согласен. Но у батареек есть еще куча применений (и куча связанных проблем), не обязательно зацикливаться только на одном :)

Не далее, чем сегодня, покидал батарейный комплект в Симметру - сразу захотелось, чтобы новые технологии и к нам с серверную пришли (но не как в Дримлайнер!!!) :))

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:06:08 / 19-04-2013)

вес и объём. ибо если батарея будет весить 20 кг, но занимать место на 2 м^3 - в какой автомобиль её поместить?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:13:24 / 19-04-2013)

Котовас, не порите ересь. Аккумуляторы уже давно плотнее воды. Причём, я бы сказал, серьёзно так плотнее. Лейденские банки забыли ещё в XIX веке.

Роль играет вес, а не объём. Объём - это "АйХрень" на микроны тоньше и меньше.

Аватар пользователя Art78
Art78(5 лет 10 месяцев)(16:21:34 / 19-04-2013)

 Вот полный текст оригинал: http://libgen.org/scimag5/10.1038/ncomms2747.pdf

Аватар пользователя tutu
tutu(5 лет 2 месяца)(07:27:08 / 19-04-2013)

Да, скоро начнутся войны роботов

Комментарий администрации:  
*** Борцун со стажем ***
Аватар пользователя Diogenes Sinopeus
Diogenes Sinopeus(5 лет 11 месяцев)(08:02:54 / 19-04-2013)

"С такими батареями возможна, например, передача радиосигнала на расстояние в 30 раз большее,"

Ну это точно бред. Во первых никакая супербатарейка на отменит понятие радиогоризонта. А в пределах его, ослабление сигнала это - функция КВАДРАТА расстояния. И чтобы подобный эффект получить, надо вместо ватт закачать в эфир киловатты. И носить в кармане штанов вместо обычного мобильника - нечто напоминающее включенную микроволновку с открытой дверцей.

 Так что не знаю что там с батарейкой, но с радиоволной - бред полный.

 

Аватар пользователя iii
iii(5 лет 3 месяца)(08:13:32 / 19-04-2013)

Да какие нафиг электромобили. Они пока делают эксперементальный образец в виде SMD-компонента. А по графику сравнение идет с литиевой батарейкой ∅16мм*2мм - типа лучше, но при сравнении с А123 (это литиевая типа пальчиковой) - никаких преимуществ. По плотности энергии они очень плохи, а для электромобиля как раз важен общий объем энергии (он должнен быть очень-очень большой), а не скорость заряда/разряда.

то что здесь показано - это улучшненные ионисторы. Этим все сказано.

Аватар пользователя georg_richter
georg_richter(5 лет 4 месяца)(08:38:27 / 19-04-2013)

Ну я говорил как-то, что создание подобных аккумуляторов - вопрос времени.

Артишоку жопу, однако, знатно расворотило. Как в средневековой схоластике:

- Земля вращается вокруг солнца.

- ДА КАК ТЫ МОЖЕШ, ТЫ КРЕАКЛ И ПОДПИНДОСНИК!111

P.s. Интересно, какие бы были комменты, если бы батерейку слепили русские учёные. 

Аватар пользователя Кабан
Кабан(5 лет 4 месяца)(09:04:54 / 19-04-2013)

> ТЫ КРЕАКЛ И ПОДПИНДОСНИК!

Печально, но  факт. Был бы ты не креакл и подпиндосник - знал бы, что такие заметки на хабре публикуют 52 раза в год. А толку...

Аватар пользователя georg_richter
georg_richter(5 лет 4 месяца)(09:28:17 / 19-04-2013)

Сказал апологет этой страны, у которого сколково вместо науки. 

Аватар пользователя Кабан
Кабан(5 лет 4 месяца)(09:43:43 / 19-04-2013)

А у вас негров вешают.

Аватар пользователя iii
iii(5 лет 3 месяца)(09:12:12 / 19-04-2013)

"Интересно, какие бы были комменты, если бы батерейку слепили русские учёные. "

а то вы не знаете! "в сколково украли еще млрд на муляж батарейки которая даже не работает"

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(09:55:26 / 19-04-2013)

Наглядно. Для идиотов типа Жоры.

Создали батарейку с параметрами хорошей литий-ион или цинко-воздушной батареи и вопят о прорыве.

Откуда взяли точку Sony CR1620 - для меня вообще загадко. Наверное, решили всех напугать каким-то страшно старым говном мамонта, по сравнению с которым "наноубердевайс" выглядит, как невъебенный мощный прорыв.

А на деле - просто идёт работа по допиливанию и вылизыванию уже существующих идей и концепций.

Аватар пользователя Читаювсё

так, может мне удалить статью - как вводящую в грех заблуждение,  Already Yet ?

и вторую заодно ))))

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:02:57 / 19-04-2013)

Нет почему же. Следующий iPhone с такой батарейкой явно сможет быть ещё на 0,5 мм тоньше!

Аватар пользователя Читаювсё

честно говоря - наплевать мне на прямоугольники со скруглёнными краями.

мне важна информативность АШ, которая и так, последнее время - не блещет..

я вот сразу прочёл эти две статьи - ничего особенно ценного в них не увидел, но правила, вроде, не нарушены.

а вот после вашего, ОЙ, комента - нарушение основного правила - максимум информации, просматривается.

и ещё, оченно обидно видеть перепечатанные статьи не самого высокого качества, да к тому же, без коментов, развенчивающих заблуждения, на других ресурсах.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:16:48 / 19-04-2013)

Требуйте тогда от авторов критического переосмысления статей в правилах сайта. И это, в принципе, правильно. Впрочем, иногда и в дискуссии можно вытянуть статью на должный уровень, тут уже вопрос к автору - может ли он потом дополнить свой пост более адекватной картинкой мира - или путём редактирования, или путём написания отдельной статьи.

Например, эту статью вполне можно было сопроводить простой фразой: "Что это такое, господа?".

Аватар пользователя Читаювсё

вот это верно !

сохраню как пример потомкам )))

частенько, автора (к вам, понятно, это не относится) выкладывают статью - и со спокойной совестью - баиньки

вот как работать с таким контингентом...

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:23:26 / 19-04-2013)

начните менять правила, если вам дадут... :) Ибо у алекса есть неприкосновенные темы, а за счёт них вылезут и другие. :)

Аватар пользователя Читаювсё

спасибо, уважаемый kotovas (за отклик).

насчёт правил - я подумаю постараюсь !

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:28:27 / 19-04-2013)

на истории ресурса это будет третья попытка. Удачи.

Аватар пользователя Albert
Albert(5 лет 2 месяца)(10:22:21 / 19-04-2013)

Торжество дебилизаторов - ещё более совершенный дебильник мобильник!

Неужели это и есть цель человечества?

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:26:47 / 19-04-2013)

первые мобильники были громоздкими и неудобными - поэтому чем меньше был размер - тем удобнее, но в погоне за размером все забыли об одном - важна норма - слишком большой - неудобно, слишком маленький тоже. Сейчас начался новый этап - рост экранов. А зачем? Никто не знает..просто гонка.А чем больше экран - тем больше он жрёт - соответсвенно растёт и размер и масса телефона... остановиться никак не могут.

Мне в этом плане нравится philips - телефон держит месяйц на одной зарядке! супер!

Аватар пользователя Albert
Albert(5 лет 2 месяца)(10:31:00 / 19-04-2013)

Мой первый мобильный телефон был марки philips.

Но я уже давно не слышал о мобильных телефонах марки philips. Разве philips производит мобильные телефоные?

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:35:09 / 19-04-2013)

А как же!

http://market.yandex.ru/guru.xml?CMD=-RR=9,0,0,0-PF=1801946~EQ~sel~1870683-VIS=70-CAT_ID=160043-EXC=1-PG=10&hid=91491

Аватар пользователя Albert
Albert(5 лет 2 месяца)(10:37:51 / 19-04-2013)

Благодарю за ссылку!

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:41:52 / 19-04-2013)

вот их чемпион:Philips Xenium X130 , Время ожидания 1920 ч ! 80 суток.

Аватар пользователя Albert
Albert(5 лет 2 месяца)(10:40:06 / 19-04-2013)

А о какой конкретно модели говорили Вы?

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(10:14:58 / 19-04-2013)

правильно я понимаю - что даже по картинкам - плотность на кг и плотность на объём у них меньше, чем у той же литий-ионной батарейки? И только пиковая выше?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:18:44 / 19-04-2013)

Выше пиковая мощность, общая запасаемая энергия - меньше, чем у Li-Ion.

Это - очень хороший ионистор с большим запасом энергии - или очень хорошая Li-Ion с высокой пиковой мощностью.

Аватар пользователя georg_richter
georg_richter(5 лет 4 месяца)(10:17:49 / 19-04-2013)

Да у тебя же ДИССИПАТИВНАЯ СТРУКТУРА. Алсо, проблема с энергоплотностью решаемая, как показывают последние опыты с грфеновыми электродами. 

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(10:20:24 / 19-04-2013)

Ну, раз по сути новости разобрались, можем послушать и про жорину политоту.

Аватар пользователя iii
iii(5 лет 3 месяца)(10:38:03 / 19-04-2013)

Хотел бы поинтересоваться, а показывают последние опыты с грфеновыми электродами, как можно получить эти самые грфеновые электроды в объемах превышающих 1 куб миллиметр. (про кубометры я справшивать не буду, обещаю)

Аватар пользователя Synapse
Synapse(5 лет 2 месяца)(13:15:17 / 19-04-2013)

А Flywheels - это что? Супермаховики? У нас такие Нурбей Гулиа хотел ваять и именно для автомобилей. Хотя и для локальных энергобуферов тоже сгодился бы. Энергию принимает и отдает махом. Одна беда, если по нему, как в той Калифорнии, из винтовки бабахнут, то это будет такой супер-мега-бум! Какой там взрыв на техасском заводе...

Но, если поглубже в землю закапывать и делать малые распределенные сети из таких буферов, то это весьма помогло бы сглаживать пиковые нагрузки, хоть для АЭС, хоть для этих шайтан-вертушек, которые немчура так любит.

Аватар пользователя Бедная Олечка

Блин, как достала эта психиатрия... Я уже думала, что ЕСТЬ такие аккумуляторы... Таки нет, работа учёных из Иллинойса говорит, что такие аккумуляторы будут в БУДУЩЕМ. И таки не ТОЧНО БУДУТ, а только ДАРИТ НАМ НАДЕЖДУ... 

Аватар пользователя Sapiens Sanya
Sapiens Sanya(5 лет 9 месяцев)(09:15:45 / 19-04-2013)

Они б... будут, что будут, извините за акцент, пока гранты не кончатся.

Аватар пользователя Leonidas
Leonidas(4 года 9 месяцев)(10:01:28 / 19-04-2013)

с днем аккумуляторщика, вобщем. всех.

два треда подряд о том, как наиболее эффективно распилить.

Аватар пользователя comp
comp(4 года 10 месяцев)(10:24:21 / 19-04-2013)

С середины нулевых, когда я стал почитывать профильные интернеты, было уже наверно десятка полтора таких сенсаций в области источников питания - и литий с наноэлектродами, и сверхъемкие суперконденсаторы, и крохотные топливные элементы (это уже не говоря про всякое фричерство типа холодного термояда и вечных двигателей). И, что характерно, каждый раз в компьютеррах\хабрах\сцыньюсах публиковали восторженные статьи типа "вот еще немного доведут, год-другой исследований и эта технология перевернет мир! Инвесторы уже в очереди стоят!! (опционально) Теперьрашкекапец!!!11"

И, что характерно, как юзали литий, так и юзают. Разве что NiMH окончательно на обочину прогресса вытолкали.

Аватар пользователя BQQ
BQQ(4 года 9 месяцев)(10:45:53 / 19-04-2013)

Никто ещё не прокомментировал "в 1000 раз быстрее заряжаются"?

Это я один не понимаю?

Мне кажется, что аккумулятор заряжают током.

Чтобы в 1000 раз быстрее зарядиться, надо пропустить в 1000 раз более сильный ток.

"Хлопцы сомневаются", не поджарится ли что-то в процессе зарядки.

Аватар пользователя PigPog
PigPog(5 лет 10 месяцев)(11:26:01 / 19-04-2013)

100 киловольт впиндюрил с малым током вот и получил в 1000 раз быстрее. Одно неудобство, придется экзамен сдавать на знание техники безопасности.

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(11:28:20 / 19-04-2013)

обычно быстрая зарядка идёт большим током, а не большим напряжением...

Аватар пользователя PigPog
PigPog(5 лет 10 месяцев)(11:52:24 / 19-04-2013)

Я знаю, но тут не обычный аккумулятор

Аватар пользователя kotovas
kotovas(6 лет 1 неделя)(12:01:57 / 19-04-2013)

волшебный...

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 11 месяцев)(11:55:38 / 19-04-2013)

Мне одному в детстве рассказывали на радиокружке, почему бумажные конденсаторы можно пихать в розетку, а электролитические - совсем нельзя? И, вспоминая типоразмеры бочонков, припоминается также, что 1000 мкФ на 10 В был таких же габаритов, что и 20 мкФ на 250 В. Т.е. налицо некоторая зависимость - чем больше ёмкость, тем меньше допустимое напряжение.

Аватар пользователя Art78
Art78(5 лет 10 месяцев)(13:41:38 / 19-04-2013)

коммент с хабры: 

"А про скорость зарядки в 1000 раз быстрее не обязательно соврали, может они создали аккумулятор на 1 мАч? Не проблема же подать на него 1А."

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...