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
  • #27
    Хвалипръц ( преди 1 седмица )
    Абе тротинетка, "Какво е еквивалента на литър гориво - константа на 1. Мощност. 2 енергия?" Тука очевидно очакваш отговор Енергия, само че как това кореспондира с "за движение със същата тази скорост ти трябва константна МОЩНОСТ за преодоляване на съпротивленията"? Да не би да искаш да кажеш че не можеш да поддържаш скорост изгаряйки гориво? Пълен слабoумник си, но затова пък си верваш, ха-ха-ха!
  • #26
    Гостенино ( преди 1 седмица )
    Плюс минус ( преди 4 часа )Пак едно минусче, да маркираш че си прочел, но не намери грешка в изчисленията? Очевидно или не знаеш как да ги направиш или си съгласен с тях. Залагам на първото и затова ще ти кажа къде има грешка. Закръглил съм както енергията за ускорение на 2 kWh, така и енергията за изкачване на 700 м на 4 kWh. Докажи че можеш да ги сметнеш? Кажи резултата с точност дори само един-два знака след десетичната запетайка. Ако не можеш в kWh, приемам и отговори в N.m, джаул, калория
  • #25
    Чакам ( преди 1 седмица )
    До 7 ( преди 5 часа )Гостенино, с подобно изказване доказваш интелекта си да се възхищаваш на знанията не някой от осми клас и да го наричаш УЧЕН. Не се гордея, че имам знания от осми клас и не се хваля с това. Тебе трябва да те е срам, че ги нямаш и не знаеш какво е потенциална и кинетична енергия и не можеш да я изчислиш. Нарочно съм допуснал дребни грешки, защото знам, че ги търсиш за да се заяждаш, но вижда само този, който знае и за тебе са абсолютно невидими. Липсва ти фундамента от шест ...
  • #24
    До 22 ( преди 1 седмица )
    Е да ама виж колко добре звучи заглавието - но материал. Тоест материал който никой не е чувал досега, въпреки че дори в България има затворена преди десетилетия мина за манган, която може да бъде отворена при нужда, защото находището не е оползотворено напълно, но е затворено да се обслужват чужди интереси.
  • #23
    Бонус въпросче ( преди 1 седмица )
    Какво е еквивалента на литър гориво - константа на 1. Мощност. 2 енергия? Да видим дали научихте този урок за толкова години или си оставате двойкаджии?
  • #22
    анонимен ( преди 1 седмица )
    Поредната потресаващо аматьорска статия. Манган има във всички NMC батерии, които до скоро бяха най-масовите, преди LFP да ги изпреварят. М-то в съкращението означава манган. За простите - всички автомобилни батерии, произвеждани от Panasonic, LG и Tesla са NMC, както и 30% от CATL и другите китайски доставчици. Всички електромобили на VW, Porsche, Mercedes, Stellantis, Renault-Nissan, Ford, Volvo и GM имат манган, както и поне 50% на Тесла.
  • #21
    Въпросче ( преди 1 седмица )
    За толкова години така и не разбрахте Какво е това въртящ момент и какво се се измерва в Нютон-метри дали е еквивалент на 1. Мощност. 2. Енергия 3. Сила.
  • #20
    Ха-ха-ха ( преди 1 седмица )
    Неграмотния вика дръжте неграмотния. С три самоличности говориш пълни глупости и си мислиш че като създаваш мнозинство, ще промениш физичните закони. Така и за толкова време не можа да направиш разлика между мощност и енергия. За ускорението на маса ЕНЕРГИЯТА е константа. Няма абсолютно никакво значение дали ускоряваш автомобил, топка, кyршум или пускаш саксия от терасата. От друга страна за движение със същата тази скорост ти трябва константна МОЩНОСТ за преодоляване на съпротивленията.
  • #19
    Хвалипръц ( преди 1 седмица )
    До Гост: Тротинетката е идеалния манекен на Дънинг-Крюгер - схваща 1% от нещата, и то грешно, но си мисли че всичко му е ясно. Накрая мога да добавя само че задвижващите колела преобразуват въртящия момент обратно в линейна сила, която задвижва автомобила.
  • #18
    Гост ( преди 1 седмица )
    До 17.Теслю адреналинката електричка пренебрегва триенето и съпротивлението от въздуха.Много я разбира физиката,направо засенчи Нютон, Айнщайн и Стивън Хокинг взети заедно.Не разбира основните процеси в ДВГ.Енергията на горивото при изгаряне се превръща в налягане Р на газовете, умножено по площта на буталото се получава сила F в Нютони,коляно мотовилковия механизъм превръща силата във въртящ момент,който умножен по оборотите дава мощност в киловати.
fallback
Последни