Прорыв в создании аккумуляторов позволит зарядить смартфон за 6 минут

Аккумулятор — самая больная тема как производителей, так и потребителей. Разработчики процессоров должны учитывать сегодняшние технологии создания аккумуляторов, дабы смартфон не разряжался за 5 минут после включения какой-либо игры. Ограничение в производительности влечет к отсутствию желания у разработчиков игр начинать разработку крупных проектов, и именно поэтому сегодня по-настоящему современных мобильных игр с использованием продвинутой графической составляющей очень мало.

battery

Объем оперативной памяти так же негативно сказывается на трате ресурсов батареи, как и разрешение дисплея: чем выше плотность пикселей, тем экран требует больше энергии. Что из этого следует? Практически все компоненты смартфона — за исключением камеры — зависят от аккумулятора. И именно поэтому ключевой для исследователей должна стать разработка новых решений в создании аккумуляторов.

Массачусетский технологический институт совместно с университетом Цинхуа в Китае при поддержке национального научного фонда и национального фонда естественных наук Китая разработали новую технологию создания аккумуляторов. Как известно, аккумулятор состоит из электродов (анод заряжен отрицательно, катод положительно), жидкого электролита, а также ионов лития, которые перемещаются из катода в анод через электролит, становясь то положительно заряженными, то отрицательно заряженными.

Когда вы заряжаете смартфон, ионы лития переходят из катода к аноду, если девайс не на зарядке, ионы лития медленно перемещаются по электролиту из анода обратно в катод. Это процесс называют циклом заряда. И этих циклов может быть огромное множество. Каждый раз ионы то наполняют, то опять покидают анод. А анод достаточно хрупкий, в качестве материала там выступает графит, являющийся формой углерода. Подобные уменьшения и расширения подвергают стенки анода разрушению, что приводит батарею в негодность.

Battery

И здесь на помощь приходит новая разработка. Суть её состоит в том, что в качестве материала анода выступают наночастицы, которые имеют структуру яйца (белок и желток). В качестве желтка выступает алюминий, а роль белка выпала диоксиду титана. Однако почему именно желток, а не ядро, например? В нанотехнологии это два разных понятия. Ядро окутано так называемой пленкой, тогда как желток также окутан неким материалом, но между двумя материалами имеется пустое пространство, что и стало главной особенностью технологии.

MIT-Nanoparticles-for-Batteries_0

Отметим, ёмкость анода из графита составляет 0,35 ампер-часа на грамм, ёмкость же анода, состоящего из алюминия, составляет 2 ампер-часа на грамм. Разница существенна.

Однако почему ранее алюминий не был использован в создании аккумуляторов? Всему виной его взрывоопасность: если использовать алюминий в качестве анода, он будет расширяться и уменьшаться, а это существенная нагрузка, что приведет с большой вероятностью к взрывам и возгораниям. Алюминий в чистом виде в качестве анода опасен. Также при контакте с жидким электролитом алюминий будет образовывать межфазный слой, который при существенных расширениях и уменьшениях в дальнейшем разрушится, затрудняя перемещение ионов лития.

Яйцевидная структура позволила избавиться от данных проблем. Во-первых, пустое пространство между слоем диоксида титана и алюминием не позволит второму каким-либо образом деформироваться, что «сводит на нет» риски возгорания. Во-вторых, диоксид титана не столь подвижен, поэтому межфазный слой не будет разрушен и прямого контакта алюминия и электролита не произойдет.

После 500 циклов зарядки были получены финальные результаты: ёмкость анода составила 1,2 ампер-часа на грамм, что в 3 раза лучше показателей графита, а при быстрой зарядке (6 минут) получили ёмкость равную 0,66 ампер-часа на грамм, что уже в 2 раза выше результатов популярных сегодня на рынке решений.

А каково мнение читателей? Есть ли будущее у данной технологии? Или же большинство из вас придерживается позиции «поживем — увидим»?

По материалам MIT

Теги
Читайте также
Стенд Huawei
Huawei готовит лидар для беспилотных автомобилей. Нужен запасной вариант

Когда компания упирается в какой-то потолок своего развития или когда у нее начинаются явные проблемы с бизнесом, она часто ищет какие-то альтернативные пути развития. Примерно в таком положении сейчас находится Huawei, которая должна преодолевать трудность за трудностью. Похоже, сейчас компания понимает, рынок меняется и выжить только за счет ее крутых смартфонов у нее не получится. Да и что делать, если она в какой-то момент вообще не сможет их производить. Конечно, она много зарабатывает на телекоммуникационном оборудовании, но альтернативные пути все равно нужны и, похоже, китайская компания нашла их в беспилотных автомобилях. Звучит немного странно, учитывая ее профиль, но определенный смысл в этом есть.

Читать далее
Fortnite удалили из App Store и Google Play. Где скачать игру и что будет

Какая игра сегодня является главной для детей подростков и вполне себе взрослых и состоявшихся людей? Не World of Warcraft, не DotA 2 и даже не GTA 5, а Fortnite. В неё режутся вообще все независимо от платформы. Epic Games удалось создать настолько увлекательную игру, которая в одночасье стала культовой и превратилась в новую киберспортивную дисциплину. Но такой успех стал поводом для того, чтобы студия начала показывать свой характер, требуя к себе совершенно особенного отношения как со стороны Google, так и со стороны Apple.

Читать далее
Операционная система Fuchsia: зачем она нужна, чем отличается от Android и куда пропала

У Google много секретных или непубличных проектов, информацию о которых компания если старается не держать в тайне, то по крайней мере не особенно спешит её разглашать. Главенствующее место в числе таких проектов, пожалуй, по праву принадлежит операционной системе Fuchsia, которую Google начала развивать несколько лет назад, но так и не выпустила. Ей прочили звание замены Android и конкурента предстоящей Harmony OS от Huawei, но ни тому, ни другому прогнозу до настоящего времени так и не суждено было сбыться. Разбираемся, где сейчас Fuchsia, на какой стадии развития она находится и когда наконец-то выйдет в люди.

Читать далее

8 комментариев Оставить свой

  1. Heydar

    Когда примерно появится этот аккумулятор в смартах??? Уже несколько лет слышу про революцию в создании аккумулятора.

    • Владимир Ухов

      Самим интересно. Всё разрабатывают, а применить никак не могут…

      • 美少女

        Да чуть ли не каждый год говорят о прорывах в разработке аккумуляторов, но до сих пор ни одного не появилось в продаже.

  2. online

    Разработок много, но что-то не годится для массового производства, а что-то не такое уж и революционное 🙂

  3. ziper7773

    Видно комуто невигодно применять их, вить огромный ринок тогда теряется

  4. Reyson

    …фонда естественных наук Китая разработали новую технологию создания дисплеев…. дисплеев? или акб всетаки…

    • Oceanel

      Была статья про дисплеи, слово «дисплей» заменили на «аккумулятор», слово «пиксели» на «электролит», и вуаля, новая статейка. Только одно слово «дисплей» упустили… Шутка)

  5. dawson.white

    Хрень. Слышали уже про эти прорывы

Новый комментарий