Новый метод увеличения надёжности и плотности энергии аккумуляторов
Аккумуляторы необходимы для питания многих современных гаджетов и машин, от смартфонов и ноутбуков до электромобилей и роботов.
Одной из главных задач является работа по повышению плотности энергии и долговечности аккумуляторов, особенно тех, которые используют слоистые материалы с высоким содержанием никеля в качестве катодов.
Аккумуляторы с подобными катодами имеют множество преимуществ, таких как высокая ёмкость и низкая стоимость.
Но у них есть и серьезный недостаток: они имеют тенденцию быстро разлагаться из-за высокой реакционности с окружающей средой. Это приводит к образованию нежелательных соединений лития на поверхности катода и вредным побочным реакциям с электролитом.
Чтобы решить эту проблему команда исследователей из Университета Ханьян, в Сеуле, разработала простое, но эффективное решение: промывание катодов водой, содержащей растворённые ионы кобальта.
Этот процесс удаляет излишки лития с поверхности катода и создает тонкий однородный защитный слой, богатый кобальтом, который предотвращает прямой контакт катода с электролитом, тем самым снижая вероятность деградации.
Также поверх добавили фтористое покрытие для большего повышения надёжности. Фторсодержащее покрытие предотвращает распад солей электролита и образование пузырьков газа, которые могут вызвать вздутие и взрыв аккумулятора.
Тестирование показало что обработанные катоды сохраняют более 90% своей первоначальной ёмкости после 500 циклов, по сравнению с менее чем 80% для необработанных. Они также показали более высокую плотность энергии и меньшее газообразование, чем традиционные катоды.
#энергетика #материалы
Земля Будущего
Аккумуляторы необходимы для питания многих современных гаджетов и машин, от смартфонов и ноутбуков до электромобилей и роботов.
Одной из главных задач является работа по повышению плотности энергии и долговечности аккумуляторов, особенно тех, которые используют слоистые материалы с высоким содержанием никеля в качестве катодов.
Аккумуляторы с подобными катодами имеют множество преимуществ, таких как высокая ёмкость и низкая стоимость.
Но у них есть и серьезный недостаток: они имеют тенденцию быстро разлагаться из-за высокой реакционности с окружающей средой. Это приводит к образованию нежелательных соединений лития на поверхности катода и вредным побочным реакциям с электролитом.
Чтобы решить эту проблему команда исследователей из Университета Ханьян, в Сеуле, разработала простое, но эффективное решение: промывание катодов водой, содержащей растворённые ионы кобальта.
Этот процесс удаляет излишки лития с поверхности катода и создает тонкий однородный защитный слой, богатый кобальтом, который предотвращает прямой контакт катода с электролитом, тем самым снижая вероятность деградации.
Также поверх добавили фтористое покрытие для большего повышения надёжности. Фторсодержащее покрытие предотвращает распад солей электролита и образование пузырьков газа, которые могут вызвать вздутие и взрыв аккумулятора.
Тестирование показало что обработанные катоды сохраняют более 90% своей первоначальной ёмкости после 500 циклов, по сравнению с менее чем 80% для необработанных. Они также показали более высокую плотность энергии и меньшее газообразование, чем традиционные катоды.
#энергетика #материалы
Земля Будущего
Умная ткань для одежды
Инженеры из Университета Дэлавера разработали датчики из наноматериалов, способные считывать информацию о состоянии здоровья человека.
По словам разработчиков, их можно легко интегрировать в повседневную одежду, что даст возможность получать данные о физическом состоянии в режиме реального времени.
На данный момент команда работает над разработкой потенциальных применений. которые могут разниться от фитнес-трекеров до устройств, предоставляющих рекомендации по восстановлению после травм.
#медицина #материалы
Земля Будущего
Инженеры из Университета Дэлавера разработали датчики из наноматериалов, способные считывать информацию о состоянии здоровья человека.
По словам разработчиков, их можно легко интегрировать в повседневную одежду, что даст возможность получать данные о физическом состоянии в режиме реального времени.
На данный момент команда работает над разработкой потенциальных применений. которые могут разниться от фитнес-трекеров до устройств, предоставляющих рекомендации по восстановлению после травм.
#медицина #материалы
Земля Будущего
Исследователи из Брукхейвенской Национальной Лаборатории и Колумбийского Университета нашли способ преобразовывать углекислый газ в углеродные нановолокна, тем самым изолируя парниковый газ на многие годы.
В методе используются электрохимические и термохимические реакции, которые можно проводить при нормальном давлении и относительно низких температурах.
Подход, используемый американскими исследователями, превращает CO2 в твердый материал с универсальным применением.
По заявлению исследователей углеродные нановолокна можно. например, добавить в цемент, для улучшения его свойств. Это заблокирует углерод в бетоне как минимум на 50 лет.
#материалы
Земля Будущего
В методе используются электрохимические и термохимические реакции, которые можно проводить при нормальном давлении и относительно низких температурах.
Подход, используемый американскими исследователями, превращает CO2 в твердый материал с универсальным применением.
По заявлению исследователей углеродные нановолокна можно. например, добавить в цемент, для улучшения его свойств. Это заблокирует углерод в бетоне как минимум на 50 лет.
#материалы
Земля Будущего
Компания Lamborghini заинтересовалась инновационными аккумуляторами
Это новая разработка Массачусетского Технологического Института (MIT), представляющая собой органическое соединение, получившее название TAQ.
TAQ представляет собой соединение из углерода, азота, кислорода и водорода. Оно не растворяется в широко используемых электролитах и обладает на 50% большей электроёмкостью, чем наиболее распространённый ныне сплав никеля, магния и кобальта.
Каждая молекула TAQ создает связь с шестью другими, тем самым создавая практически плоские слои, в которых присутствуют пустоты для хранения ионов лития.
Благодаря структуре, схожей с графитом, данное соединение можно использовать в роли материала для анода.
#материалы
Земля Будущего
Это новая разработка Массачусетского Технологического Института (MIT), представляющая собой органическое соединение, получившее название TAQ.
TAQ представляет собой соединение из углерода, азота, кислорода и водорода. Оно не растворяется в широко используемых электролитах и обладает на 50% большей электроёмкостью, чем наиболее распространённый ныне сплав никеля, магния и кобальта.
Каждая молекула TAQ создает связь с шестью другими, тем самым создавая практически плоские слои, в которых присутствуют пустоты для хранения ионов лития.
Благодаря структуре, схожей с графитом, данное соединение можно использовать в роли материала для анода.
#материалы
Земля Будущего
В Росатоме разработали инновационный способ упрочнения металла
Специалисты НПО «ЦНИИТМАШ» запатентовали метод получения износостойкого покрытия поверхностей стальных деталей на основе однофазного квазикристаллического сплава системы Al-Cu-Fe.
Данный сплав сочетает в себе высокую твердость и прочность с хорошей пластичностью и вязкостью, что делает его идеальным для использования в качестве упрочняющей фазы.
Применение данного метода упрочнения позволит снизить затраты на ремонт и замену оборудования, а также повысить его общую эффективность и производительность.
Это, в свою очередь, будет способствовать улучшению экологической обстановки и снижению выбросов парниковых газов, так как более эффективное использование оборудования ведет к снижению энергозатрат.
#материалы
Земля Будущего
Специалисты НПО «ЦНИИТМАШ» запатентовали метод получения износостойкого покрытия поверхностей стальных деталей на основе однофазного квазикристаллического сплава системы Al-Cu-Fe.
Данный сплав сочетает в себе высокую твердость и прочность с хорошей пластичностью и вязкостью, что делает его идеальным для использования в качестве упрочняющей фазы.
Применение данного метода упрочнения позволит снизить затраты на ремонт и замену оборудования, а также повысить его общую эффективность и производительность.
Это, в свою очередь, будет способствовать улучшению экологической обстановки и снижению выбросов парниковых газов, так как более эффективное использование оборудования ведет к снижению энергозатрат.
#материалы
Земля Будущего
На Ленинградской АЭС прошли успешные испытания отечественных порошковых смол для очистки воды в реакторе. Эксперты в течение четырех месяцев наблюдали за работой намывных фильтров с использованием отечественных и зарубежных смол, и обнаружили, что две российские марки порошковых ионитов соответствуют иностранным аналогам. Они рекомендовали их использование на АЭС.
Вода на атомных станциях должна быть особенно чистой, так как любые примеси могут вызвать коррозию или отложение накипи на стенках теплообменной аппаратуры. Это может привести к поломке оборудования. Таким образом, поддержание определенных параметров водно-химического режима и использование очищенной воды является критически важным для безопасной работы станции.
Установки спецводоочистки имеются на каждом энергоблоке, и объем очищаемой воды может достигать 100 кубических метров в час в зависимости от системы.
#материалы
Земля Будущего
Вода на атомных станциях должна быть особенно чистой, так как любые примеси могут вызвать коррозию или отложение накипи на стенках теплообменной аппаратуры. Это может привести к поломке оборудования. Таким образом, поддержание определенных параметров водно-химического режима и использование очищенной воды является критически важным для безопасной работы станции.
Установки спецводоочистки имеются на каждом энергоблоке, и объем очищаемой воды может достигать 100 кубических метров в час в зависимости от системы.
#материалы
Земля Будущего
Учёные из Ноттингемского университета разработали способ 3D-печати таблеток, включающих в себя несколько типов лекарств, который был назван Multi-Material InkJet 3D Printing (MM-IJ3DP).
Новый метод позволяет изготавливать индивидуальные таблетки со сложной внутренней структурой, содержащей различные типы лекарств.
Помимо этого эта технология даёт возможность запрограммировать то в каком порядке и когда эти лекарства начнут действовать.
Всё это в совокупности позволит создавать таблетки с индивидуальным набором препаратов, которые будут действовать по заданному временному алгоритму.
Само исследование опубликовано в журнале Materials Today Advances.
#медицина #материалы
Земля Будущего
Новый метод позволяет изготавливать индивидуальные таблетки со сложной внутренней структурой, содержащей различные типы лекарств.
Помимо этого эта технология даёт возможность запрограммировать то в каком порядке и когда эти лекарства начнут действовать.
Всё это в совокупности позволит создавать таблетки с индивидуальным набором препаратов, которые будут действовать по заданному временному алгоритму.
Само исследование опубликовано в журнале Materials Today Advances.
#медицина #материалы
Земля Будущего
Toyota представила концепт внедорожника, изготовленного из деталей, напечатанных на 3D-принтере
Высокопроизводительный концепт-кар создан на базе Toyota Fortuner, который разрабатывается специализированным подразделением Toyota Customizing & Development (TCD).
Для производства деталей была использована технология печати с помощью гранул, разработку которой TCD Asia вела совместно с компаниями Mitsui Chemicals и Dreams Design Corporation.
Результатом стало не только снижение массы концепт-кара, но и возможность переработки изготовленных деталей обратно в гранулы, что даёт, в потенциале, может обеспечить безотходное производство.
Детали, созданные по новой технологии, будет представлены во время Bangsaen Grand Prix 2024, автопробега, который пройдет на окраине Бангкока с 3 по 7 июля, а также на выставке кастомных автомобилей Bangkok Auto Salon 2024.
#материалы #автомобили
Земля Будущего
Высокопроизводительный концепт-кар создан на базе Toyota Fortuner, который разрабатывается специализированным подразделением Toyota Customizing & Development (TCD).
Для производства деталей была использована технология печати с помощью гранул, разработку которой TCD Asia вела совместно с компаниями Mitsui Chemicals и Dreams Design Corporation.
Результатом стало не только снижение массы концепт-кара, но и возможность переработки изготовленных деталей обратно в гранулы, что даёт, в потенциале, может обеспечить безотходное производство.
Детали, созданные по новой технологии, будет представлены во время Bangsaen Grand Prix 2024, автопробега, который пройдет на окраине Бангкока с 3 по 7 июля, а также на выставке кастомных автомобилей Bangkok Auto Salon 2024.
#материалы #автомобили
Земля Будущего
Исследователи из Университета Делавэра и Национальной лаборатории Аргонн разработали метод синтеза проводящего полимера PEDOT:PSS путём сульфирования полистирола — синтетического пластика, широко используемого в одноразовых контейнерах и упаковочных материалах.
Данный метод демонстрирует успешное внедрение переработанных пластиковых отходов в конечном итоге в функциональные электронные устройства, включая гибридные кремниевые солнечные элементы и органические электрохимические транзисторы (ОЭТ).
Исследователи подчёркивают, что их работа может значительно способствовать глобальным усилиям по устойчивому развитию, предлагая новый способ переработки отходов в ценные материалы.
Исследование опубликовано в журнале JACS Au.
#материалы
Земля Будущего
Данный метод демонстрирует успешное внедрение переработанных пластиковых отходов в конечном итоге в функциональные электронные устройства, включая гибридные кремниевые солнечные элементы и органические электрохимические транзисторы (ОЭТ).
Исследователи подчёркивают, что их работа может значительно способствовать глобальным усилиям по устойчивому развитию, предлагая новый способ переработки отходов в ценные материалы.
Исследование опубликовано в журнале JACS Au.
#материалы
Земля Будущего
Новый материал для изготовления транзисторов
Физики из Массачусетского технологического института (MIT) разработали транзистор на основе сегнетоэлектрического материала, способного разделять положительные и отрицательные заряды на разные слои.
В основе нового транзистора лежит сегнетоэлектрический материал, уложенный в параллельную конфигурацию, которая не встречается в природе. При подаче электрического поля слои материала слегка смещаются, меняя положение атомов бора и азота и существенно влияя на электронные свойства материала.
Новые транзисторы отличается высокой скоростью переключения между положительными и отрицательными зарядами (нулями и единицами), что важно для высокопроизводительных вычислений и обработки данных, а также они достаточно долговечны — они сохраняли свои свойства даже после 100 миллиардов переключений, в то время как обычные устройства флэш-памяти страдают от износа и нуждаются в сложных методах распределения операций чтения и записи.
Сверхтонкий транзистор толщиной всего в несколько миллиардных долей метра открывает возможности для более компактного хранения компьютерной информации и лучшей энергоэффективности.
Исследование опубликовано в журнале Science.
#материалы
Земля Будущего
Физики из Массачусетского технологического института (MIT) разработали транзистор на основе сегнетоэлектрического материала, способного разделять положительные и отрицательные заряды на разные слои.
В основе нового транзистора лежит сегнетоэлектрический материал, уложенный в параллельную конфигурацию, которая не встречается в природе. При подаче электрического поля слои материала слегка смещаются, меняя положение атомов бора и азота и существенно влияя на электронные свойства материала.
Новые транзисторы отличается высокой скоростью переключения между положительными и отрицательными зарядами (нулями и единицами), что важно для высокопроизводительных вычислений и обработки данных, а также они достаточно долговечны — они сохраняли свои свойства даже после 100 миллиардов переключений, в то время как обычные устройства флэш-памяти страдают от износа и нуждаются в сложных методах распределения операций чтения и записи.
Сверхтонкий транзистор толщиной всего в несколько миллиардных долей метра открывает возможности для более компактного хранения компьютерной информации и лучшей энергоэффективности.
Исследование опубликовано в журнале Science.
#материалы
Земля Будущего
Группа исследователей из Технического университета Дании создала новое покрытие для подводных солнечных панелей, которое предотвращает биообрастание, не снижая при этом пропускание видимого света.
Биообрастание — это процесс покрытия панелей биологическими наростами, такими как водоросли и ракушки, который снижает их электрическую или эксплуатационную эффективность и требует больших затрат на удаление.
Инновационный подход использует сверхнизкие концентрации наноразмерных, растворимых в морской воде пигментов, таких как оксид меди (Cu2O) и оксид цинка (ZnO), в сочетании с органическим биоцидом и быстрополирующимся связующим веществом.
Под воздействием морской воды эти пигменты растворяются, образуя пористый слой, который в свою очередь защищает поверхность панели от биообрастания.
По словам группы, цель состоит в том, чтобы создать покрытие, которое обеспечивает более 80 процентов пропускания света и 90 процентов выработки солнечной энергии в течение как минимум трех месяцев без механического вмешательства.
Исследование опубликовано в журнале Progress in Organic Coatings.
#материалы #энергетика
Земля Будущего
Биообрастание — это процесс покрытия панелей биологическими наростами, такими как водоросли и ракушки, который снижает их электрическую или эксплуатационную эффективность и требует больших затрат на удаление.
Инновационный подход использует сверхнизкие концентрации наноразмерных, растворимых в морской воде пигментов, таких как оксид меди (Cu2O) и оксид цинка (ZnO), в сочетании с органическим биоцидом и быстрополирующимся связующим веществом.
Под воздействием морской воды эти пигменты растворяются, образуя пористый слой, который в свою очередь защищает поверхность панели от биообрастания.
По словам группы, цель состоит в том, чтобы создать покрытие, которое обеспечивает более 80 процентов пропускания света и 90 процентов выработки солнечной энергии в течение как минимум трех месяцев без механического вмешательства.
Исследование опубликовано в журнале Progress in Organic Coatings.
#материалы #энергетика
Земля Будущего
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
В Корейском институте машин и материалов (KIMM) разработали колесо, которое способно менять форму для преодоления препятствий.
#материалы
Земля Будущего
#материалы
Земля Будущего
Инженеры из Массачусетского технологического института создали стеклянные блоки, прочность которых сравнима с прочностью бетона. Их можно собирать подобно конструктору.
Для создания этих блоков использовался 3D-принтер, который печатает расплавленным стеклом. Форма блоков в виде восьмёрки облегчает создание изогнутых стен.Особенность этого строительного материала заключается в возможности разборки любой конструкции.
В качестве демонстрационного проекта разработчики планируют создать стеклянный тестовый павильон и разобрать его для следующего строительства. На данный момент они ограничились одной стеной.
#материалы
Земля Будущего
Для создания этих блоков использовался 3D-принтер, который печатает расплавленным стеклом. Форма блоков в виде восьмёрки облегчает создание изогнутых стен.Особенность этого строительного материала заключается в возможности разборки любой конструкции.
В качестве демонстрационного проекта разработчики планируют создать стеклянный тестовый павильон и разобрать его для следующего строительства. На данный момент они ограничились одной стеной.
#материалы
Земля Будущего
Представлена солнечная панель, способная отдавать энергию днём и ночью
Учёные из Технологического университета Чалмерса в Швеции (Chalmers University of Technology) и Испанского политехнического университета Каталонии в Барселоне (UPC) создали инновационный гибридный солнечный элемент, который способен накапливать энергию для использования в тёмное время суток. Этот элемент отличается высокой эффективностью и экологической чистотой благодаря использованию доступных материалов без редкоземельных элементов и дорогих металлов.
Исследователи применили обычную кремниевую фотоячейку, дополнив её прозрачным элементом для микроциркуляции жидкости. Эта жидкость способна менять молекулярную структуру под воздействием ультрафиолетового и видимого света. Учёные назвали эту надстройку молекулярным накопителем солнечной тепловой энергии (MOST). Энергия накапливается в виде изменений молекулярных связей в жидкости. Для высвобождения энергии необходимо восстановить прежние связи. Жидкость может быть использована до 1000 раз или около трёх месяцев непрерывной работы.
#энергетика #материалы
Земля Будущего
Учёные из Технологического университета Чалмерса в Швеции (Chalmers University of Technology) и Испанского политехнического университета Каталонии в Барселоне (UPC) создали инновационный гибридный солнечный элемент, который способен накапливать энергию для использования в тёмное время суток. Этот элемент отличается высокой эффективностью и экологической чистотой благодаря использованию доступных материалов без редкоземельных элементов и дорогих металлов.
Исследователи применили обычную кремниевую фотоячейку, дополнив её прозрачным элементом для микроциркуляции жидкости. Эта жидкость способна менять молекулярную структуру под воздействием ультрафиолетового и видимого света. Учёные назвали эту надстройку молекулярным накопителем солнечной тепловой энергии (MOST). Энергия накапливается в виде изменений молекулярных связей в жидкости. Для высвобождения энергии необходимо восстановить прежние связи. Жидкость может быть использована до 1000 раз или около трёх месяцев непрерывной работы.
#энергетика #материалы
Земля Будущего