fallback

Нов материал променя бъдещето на батериите за електромобили

Манганът се превръща в надежда за намаляване на разходите и повишаване на устойчивостта

Търсенето на по-устойчиви и икономични алтернативи на сегашните батерии за електрически превозни средства кара учените да изследват нови материали. Един обещаващ вариант е използването на манган в батериите, което може да трансформира индустрията за електрически превозни средства.

Развитието на електрическата мобилност до голяма степен зависи от напредъка в технологията на батериите. Досега литиево-йонните батерии, базирани главно на материали като никел и кобалт, доминираха на пазара, като те са от съществено значение за растежа на електрическата мобилност, но производството и използването им представляват значителни предизвикателства.

От една страна, цената на тези материали е висока, а добивът и преработката им водят до екологични и социални проблеми. Освен това, с нарастващото търсене на електрически превозни средства, необходимостта от намиране на по-достъпни и екологични решения е от решаващо значение.

Тук се намесва манганът, който се намира в изобилие и е по-евтин метал от никела и кобалта. Използването му в батерии може не само да намали производствените разходи, но и да смекчи зависимостта от ограничените ресурси и да подобри устойчивостта на производството на батерии.

Мангановите батерии всъщност не са нови, но напредъкът в развитието им досега беше ограничен. Изследователи обаче работят върху подобряване на LiMnO2 (литиев манганов диоксид) като материал за положителния електрод (катод). Този материал има предимството да бъде по-достъпен и икономичен, но работата му е възпрепятствана от структурни ограничения.

Скорошно проучване, публикувано в изданието ACS Central Science, отбелязва значителен напредък в тази област. Изследователите са открили, че ключът към подобряването на работата на LiMnO2 се крие в кристалната структура на неговия основен материал.

Чрез синтезирането на LiMnO2 в моноклинна структура учените са успели да активират структурен преход, който значително подобрява работата му като електрод. Тази структура също така позволява по-голяма енергийна плътност, достигайки 820 Wh kg⁻¹, надвишавайки 750 Wh kg⁻¹ на материалите на базата на никел.

Наноструктурираният LiMnO2 с доменни структури и по-голяма повърхност предлага голям обратим капацитет с отлична способност за скорост на зареждане, което е основен характер за приложенията на електрически превозни средства.

Друго от големите постижения на този напредък в мангановите батерии е способността им да поддържат бързо зареждане, което е от огромна важност за електрическите превозни средства. Освен това, един от най-честите проблеми с мангановите батерии - влошаването на напрежението с течение на времето, не изглежда да е проблем в тази нова LiMnO2 наноструктура.

Намаляването на напрежението е феномен, който се отразя върху дългосрочната производителност на батерията, но в случая с тази нова технология изследователите не са наблюдавали това поведение. Въпреки обещаващия напредък, остава едно огромно практическо предизвикателство - разтварянето на мангана с течение на времето. Този проблем е идентифициран като следствие от фазови промени на материала и реакции с киселинни разтвори.

Изследователите обаче са предложили ефективни решения, като използването на силно концентрирани електролити и покрития от литиев фосфат, които могат да предотвратят или смекчат това явление. Те създават батерия, която възстановява остатъчната енергия, за да постигне автономност от 500 км, като тя вече се изпробва на Hyundai Ioniq 5.

Този напредък в развитието на мангановите батерии има огромен потенциал за индустрията за електрически превозни средства. Като предлага по-евтина и по-устойчива алтернатива на никел/кобалтовите батерии, LiMnO2 може да се превърне в жизнеспособна опция за широкомащабно производство. Освен това способността му да поддържа бързо зареждане и да предотвратява влошаване на напрежението го прави идеален кандидат за използване в луксозни превозни средства, където производителността е от първостепенно значение.

Сега дългосрочната цел пред учените е комерсиализацията и промишленото производство на тези батерии. Ако бъде постигнато, това не само ще намали цената на електрическите превозни средства, но и ще допринесе за глобалната устойчивост чрез намаляване на зависимостта от скъпи материали като никел и кобалт.

fallback
  • #47
    Тодор Несторов ( преди 1 седмица )
    Сетили се да коментират стари азбучни истини, решение на които, вече години, откак е намерено. Е, браво.
  • #46
    Швабен зи каскен ( преди 1 седмица )
    Тесльо е безподобен феномен. Само той може да не види връзката между енергия и мощност, при положение че ползва мерна единица за мощност (kW) за да изрази енергия (kWh). Не му се сърдете, той толкова си може.
  • #45
    Хвалипръц ( преди 1 седмица )
    Тротинетке невменяема, няма да си губя времето да ти чета брътвежите. Алтернативната ти реалност в която ДВГ при ускорение произвежда енергия, а при поддържане на скоростта - мощност няма как да има физически смисъл, просто защото едното винаги е производна на другото.
  • #44
    До долния ( преди 1 седмица )
    Не бътъп няма как да имаш повече мощност от енергииния еквивялен в единица обем. Иначе говориш за перпетуум мобиле от втори род бетъпак.
  • #43
    анонимен ( преди 1 седмица )
    Хайде бе дайте някакъв практически пример вместо лаладжийство, обиди и цитиране на теории от Уикипедия които не разбирате и си мислите, че калоричността на горивото означава мощност измерване в джаули и калории. Покажете пример за мощност измервана в джаули или калории, като мощността на горивото, че с моя соп само примери за енергия намирам?
  • #42
    анонимен ( преди 1 седмица )
    Съпротивлението на търкаляне също е в киловати. Сметни колко е разликата ако натовариш 500 кг в багажника да видиш че е нищожна на фона на въздушното съпротивление при 100 км в час. Това поне го можеш, за разлика от която и да е сметка с въртящ момент, което все още не знаеш дали е мощност, сила или енергия. Аз ти отговорих веднага и на момента за усукването на пружината, което също е въртящ момент. Отговори и ти? Докажи че не си СОП аджия? Обзалагам се, че ще докажеш точно обратното.
  • #41
    До сопаджията ( преди 1 седмица )
    За сметка на това, заради съпротивлението на въздуха при 100 км в час, ще са ти необходими 15 kW мощност, което е 25 гр. Гориво но на минута. Всяка минута. И това при вашето смятане на 100% КПД на двигателя, защото всички карате перпето мобиле, и ако един електромобил харчи kWh/100 при необходими 15 киловата за преодоляване на механичните съпротивления, то вашите автомобили се нуждаят от 15 kW от горивото И понякога са достатъчни дори 10 kW като Примера за Шипка.
  • #40
    До сопаджията ( преди 1 седмица )
    "Гост До #32.От 4 години му обяснявам че в ДВГ НИЩО не се смята в квтчаса,работи се квт.Човекът с СОП си знае неговата." Извинявай ти правиш ли разлика между ДВГ и тяло с маса 2 тона, наречено автомобил за което смятаме енергията, осигурена от МОЩНОСТТА на ДВГ? Като човек със СОП ти е трудно да различиш, че при потегляне от Варна за ускорението са ти необходими еднократно 20 мл и ако поддържаш 100 км в час, няма да ти е необходим и грам допълнително гориво до София заради теглото
  • #39
    Абе пръдлив ( преди 1 седмица )
    Колко пъти да ти обяснявам, че в литри се мери енергия в киловат часа, а мощност се мери с литри за час. Колко ти е мощността при разход 15 на 100? Енергията за 100 км ти е константа - 15 киловатчаса, а колко е мощността?
  • #38
    Гост ( преди 1 седмица )
    До #32.От 4 години му обяснявам че в ДВГ НИЩО не се смята в квтчаса,работи се квт.Човекът с СОП си знае неговата.
fallback
Последни