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
  • #7
    Анонимен ( преди 1 седмица )
    МитичкЕ,да не си сменил дрогата?Луdия учен пак се развихри.
  • #6
    Друг урок ( преди 1 седмица )
    Вече съм ти го предал, но очевидно даже не си разбрал за какво говоря. Изчислих ти че за изкачването на да нивелацията на Шипка около 700 м с 2 тона баничарка, са ти необходими около 4kWh независимо какви сили си изчислил и каква е мощността. Тази енергия е константа според физичните закони. От силите и мощностите зависи само за колко време ще качиш Шипка, но два тона се качват на 700 м с около 4kWh, които отново НЕ СА ЗАГУБИ, а натрупана СЪХРАНЕНА потенциална ЕНЕРГИЯ, която ползваш на слизане
  • #5
    анонимен ( преди 1 седмица )
    По абсолютно същите закони на Нютон 20 тона ще се нуждаят от 10 пъти повече енергия 2kWh, а 40 тона камион ще се нуждае от 20 пъти повече 4kWh енергия за ускорение до 100, която при отнемане на газта и спиране на притока на гориво, започва да се превръща в механична енергия, която движи камиона по инерция без нужда от гориво. Тоест празният 20 тона камион при отнемане на газта ще има два пъти по-малко енергия за движение по инерция. Тази ЕНЕРГИЯ НЕ Е ИЗГУБЕНА при ускорението, а СЪХРАНЕНА.
  • #4
    Гостенино ( преди 1 седмица )
    До колкото виждам нищо не си разбрал от уроците за законите на Нютон и кинетичната и потенциална енергия. Ще бъда конкретен, а ти ми посочи грешките. За ускорение на 2 тона до 100 км в час, са необходими около 200 ватчаса. Това са 0,2kWh, които са СЪХРАНЕНИ във вид на кинетична енергия, колкото и време автомобилът да поддържа 100 км в час и си стоят точно толкова, докато дойде време да намалява скоростта и те да се превърнат в механична мощност, която движи автомобила без нужда от гориво/ток
  • #3
    До 1 ( преди 1 седмица )
    Ето че е вярно твърдението, че с какъвто се събераш такъв ставаш. Разменяйте материалът от време на време, може пък да помогне! Важно е да ВЯРВАТЕ! И ако вярата наистина помага при физиологичните процеси, то при физичните няма да помогне колкото и да вярвате в провала на ВЕИ, електромобилите и батериите. Както виждаш всеки ден пада по някоя пречка за производството на евтини бързо зареждащи се батерии с по-голяма енергийна плътност за съхранение.
  • #2
    Гост ( преди 1 седмица )
    Бензина има енергийна плътност от 11, 8 квтч/кг,тази "революционна" батерия 0,820 квтч/кг само 14 ПЪТИ по малка енергийна плътност от бензина.
  • #1
    анонимен ( преди 1 седмица )
    По- съм склонен да повярвам на колегата с панацеята за импотентност дето си пие спермата, отколкото на тия революционни новини за батерии.
fallback
Последни