Как Зарядить Электро В Атомик Харт

Как заряжать электрическую энергию в атомарных батареях hartrate

Группа исследователей из Национального университета Сингапура (NUS) разработала новый метод зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов с использованием атомистического моделирования. Результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, могут привести к прорывам, которые резко снизят стоимость аккумуляторов - потенциально сделав их более доступными, чем бензиновые двигатели или солнечные панели. "В настоящее время у нас есть два варианта, когда дело доходит до питания наших устройств: либо ископаемым топливом, таким как бензин, либо электричеством из возобновляемых источников", - говорит профессор NU Сеу Ен Энг, который руководил этим исследованием вместе со своими коллегами профессорами Лей Цяньсинь и Со Цзе Йи. "Однако оба типа стоят дорого". Напротив, разработка водородных топливных элементов в настоящее время сталкивается с трудностями, поскольку они не могут быть использованы для питания больших транспортных средств из-за их низкой плотности энергии; следовательно, сохраняется настоятельная необходимость в разработке альтернативных способов накопления электрической энергии. В настоящее время большинство коммерческих применений опирается на литиевые аккумуляторные батареи, но эти батареи могут обеспечивать лишь около 4% от общего мирового спроса в год, что означает, что их не хватит надолго, если человечество хочет, чтобы его автомобили продолжали бесперебойно работать бесконечно, не заменяясь каждые несколько месяцев, как это делают многие люди сейчас. Это приводит к тому, что огромное количество отходов, таких как выброшенные батарейки, засоряет свалки по всему миру. Чтобы решить эту проблему, ученые должны найти альтернативы перезаряжаемым батареям, одновременно повышая производительность, чтобы они обеспечивали надежное питание в течение долгого времени даже в экстремальных условиях. По словам доктора Правин Чадды, другого члена исследовательской группы, до недавнего времени никому не удавалось успешно смоделировать, как атомы взаимодействуют внутри батарей и почему некоторые из них преждевременно выходят из строя всего через несколько лет использования. Эти наблюдения были впервые сделаны во время экспериментов, проведенных в период с 2012 по 2015 год Чанной Джаясуманой, в то время аспирантом, работавшим в тесном сотрудничестве с профессорами Сохи Ким и Ли Ченом в Университете Пердью. Однако Чанна покинула Пердью до завершения своей докторской работы, и он не смог выполнить все необходимые вычисления, необходимые для определения того, что происходило внутри отдельных ионов. В рамках гранта NSF, предоставленного исследовательской группе, благодаря сотрудничеству между профессором Сеоу и доктором Чаддха снова стало возможным воссоздать явление, наблюдаемое в реальной жизни. Моделируя тысячи различных конфигураций ионов, включая различные размеры частиц в диапазоне до 100 нанометров в поперечнике, ученые создали всеобъемлющую картину, показывающую, где именно происходит короткое замыкание каждого типа батареи, вызывающее преждевременный выход из строя. Они обнаружили, что частицы размером менее 50 нанометров имеют тенденцию образовывать кластеры, называемые фибриллами