Лента новостей

10:03
Визитом в ДНР Савченко провоцирует свой арест на Украине
10:02
23 февраля—это праздник и точка
02:32
Активисты в США призвали посадить Обаму в тюрьму из-за событий на Украине
02:31
План Макгрегора: российский Крым и нейтральная Украина
02:30
Поставки на Донбасс: из России с любовью
01:38
В Австрии на месте бывшего концлагеря хотят наладить колбасное производство
01:36
Захарченко: «Вопрос о федерализации больше не рассматривается»
01:36
Протест Японии подтвердил верность решения о дивизии на Курилах
01:35
В США разработали план по отстранению Трампа от власти
01:34
«Пройдусь по Карателей, сверну на Нацистов»
01:33
На Украине ввели понятие «человек неопределённого пола»
01:29
Россия избавила Украину от крымских убытков
01:26
Трансляция церемонии открытия III зимних Всемирных военных игр в Сочи
01:24
Отличный старт России на Всемирных военных играх: девять медалей в копилке нашей сборной
01:20
США распродают узбекские МиГ-29, Су-25 и Су-27
01:18
«Утка» по-французски: как на самом деле будет выглядеть новый истребитель МиГа
00:00
Этот день в истории - 25 Февраля
19:09
«Пушечное мясо» или «краеугольный камень»?
19:05
«Ключи от мирового господства хранятся в Москве»
19:03
Каково быть русским студентом в Нью-Йорке
18:58
США готовят против России и Китая «Решительные действия»
15:03
Границы Норвегии могут оказаться в опасности
14:59
Украинская карта в тайных схватках Рокфеллеров с Ротшильдами
13:05
Трамп поговорит с Путиным о ядерных арсеналах
13:00
Третья сила для Севастополя
12:57
Кто и как готовил переворот в Крыму
12:53
В Токио испугались дивизии Шойгу
12:50
Остановить сближение Китая и России
09:50
Украина - точка сборки европейского террора
09:49
«Тигры» и ВКС РФ берут под огневой контроль оплот ИГИЛ в Алеппо, уничтожая и беря в плен боевиков
09:48
Украина оказалась очень плохим инструментом для США, но хорошо послужила России
09:35
Воспитание детей в России глазами американки
09:30
Необитаемый полуостров, Украина, заказывала?!
09:29
ЛУЧШИЕ защитники Отечества: незаменимым БЫТЬ!
09:27
Козьма Крючков
09:24
«Два в одном» по-русски
09:20
В чём «Stealth» уступает российским РЛС
09:19
Украинской армии пообещали за год передать 60 самолетов
09:18
Саакашвили обвинили в посягательстве на территориальную целостность Украины
09:10
Однолагерник Солженицына: «Зачем вы темнили в лагере, а потом на воле?»
09:00
Истребители F-22 и F-35 — «стратегическая ошибка» Пентагона
08:59
В России разрабатывается сверхдальняя ракета для модернизированного стратега Ту-160М2
00:00
Этот день в истории - 24 Февраля
20:36
Время побеждать! День защитника Отечества - стимул для атлетов
08:55
Вернулся от агрессора в европейскую реальность: в Ровно повесился гастарбайтер, депортированный из РФ
Все новости

Архив публикаций

«    Февраль 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728 
» » Раковины моллюсков послужили прототипами для новых высокоэффективных литий-ионных аккумуляторных батарей

Раковины моллюсков послужили прототипами для новых высокоэффективных литий-ионных аккумуляторных батарей

Раковина моллюска


Многие группы ученых постоянно ведут исследования, направленные на повышение надежности, емкости и прочих характеристик литий-ионных аккумуляторных батарей, которые, как известно, являются в настоящее время основными источниками питания множества портативных и мобильных электронных устройств, электрических и гибридных автомобилей, и т.п. И как это бывает очень часто, некоторые из ученых в поисках новых идей обращаются к живой природе, которая оттачивала все свои "технологии" очень и очень продолжительное время. К таким ученым относятся и ученые из университета Мэриленда, которые для создания нового типа электродов аккумуляторных батарей использовали принципы и процессы, за счет которых выполняет рост раковин моллюсков и улиток некоторых видов. В этих процессах задействованы органические вещества-пептиды, весьма эффективно связывающие вещества из которых производят катоды аккумуляторных батарей, что можно использовать для производства более легких и емких батарей с длительным сроком службы.

Основной трудностью, с которой приходится сталкиваться ученым, работающим с наноразмерными материалами, является то, что когда размеры элементов материала становятся меньше 100 нанометров, химические реакции, в которых задействованы эти материалы, становятся непредсказуемыми и проходят совсем по-иному, нежели в обычных условиях. Однако, именно использование материалов с наноразмерной структурой позволяет увеличивать эффективную площадь электродов, емкость и другие параметры аккумуляторных батарей. Таким образом ученым в любом случае приходится искать решения преодоления проблемы с нестабильностью химических процессов, происходящих в наноразмерных и наноструктурированных материалах.

Решая весь перечень описанных выше проблем, ученые из Мэриленда обратились к способу естественного выращивания раковин моллюсков. Как уже упоминалось, рост этих раковин определяется наличием определенных пептидов - органических соединений, состоящих из цепочек аминокислот. Пептиды, вырабатываемые моллюском, эффективно связывают неорганические соединения, такие как карбонат кальция, а места и интенсивность выделения пептидов определяют скорость и форму роста наноразмерных структур, из которых получается материал раковин.

Выращивание материала электрода


Для того, чтобы иметь возможность выращивать электроды аккумуляторных батарей подобно тому, как моллюски выращивают свои раковины, ученым потребовалось найти пептид, который эффективно связывает окись лития-никеля-марганца (LMNO), материал, из которого делают катоды высокоэффективных литий-ионных аккумуляторных батарей. Тип такого пептида был вскоре найден при помощи метода "Phage Display", который позволил следить одновременно за процессами с участием молекул пептидов миллиарда разных типов.

После этого найденный пептид был совмещен с другим пептидом, который имеет тенденцию закрепляться на поверхности углеродных нанотрубок, которые выступают в роли нанопроводников электродов аккумуляторов. В результате у ученых получился пептид, способный к эффективному связыванию молекул LMNO и прикреплению их к стенкам углеродных нанотрубок.

Весьма примечательным является тот факт, что электроды аккумуляторов, изготовленные таким образом, не подвержены деградации. Наоборот, с увеличением количества циклов заряда-разрядки аккумулятора они начинают работать лучше, что происходит из-за того, что молекулы LMNO с каждым циклом сближаются и прочнее связываются с углеродными нанотрубками, увеличивая площадь контакта и снижая значение сопротивления контакта.

Новая наноразмерная структура новых катодов уже сейчас может быть использована для предотвращения эффекта потери емкости, для увеличения емкости и для снижения веса аккумуляторных батарей. А тем временем ученые из Мэриленда начали дальнейшие исследования с целью применения разработанной ими технологии и для производства электродов другой полярности - анодов. В случае успеха этого мероприятии на белый свет может появиться новая аккумуляторная батарея, построенная на базе "биовдохновленных" технологий, все характеристики которой во много раз будут превосходить аналогичные характеристики самых лучших существующих образцов.
 

Первоисточник





Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации


Добавьте комментарий

Новости партнеров


Loading...

Loading...

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наверх