Лента новостей

23:04
Петиция с требованием к ООН защитить гражданское население Донбасса близка к завершению
23:03
ФБК и Пригожин: «дело месяца» разочаровало оппозицию
23:01
Трамп разочаровал Евросоюз своим отношением к России
23:00
Под главой МВД Украины зашаталось кресло: министра Авакова заменят прокурором Луценко?
22:58
Малороссия возвращается в XV век
22:57
Пентагон отправит дроны в космос
22:56
Объявлена охота на сербов
22:35
Они всё знали: «Британские спецслужбы виновны в теракте не меньше смертника»
22:20
Украина признала гопак национальным видом спорта
22:19
Эдуард Лимонов: Навальному - таторы
22:18
Скандинавская оборона: насколько они сильны перед лицом России?
22:16
Посол ЕС очертил «прислуге» перспективы Украины
22:16
Россия прекращает подкармливать прибалтийскую экономику
22:15
Путин поздравил с юбилеем Народного артиста России Александра Калягина
22:14
Додон выбрал путь предательства?
22:12
Киевский депутат предложил бить учителей батогом за русскую речь в школах
22:12
Пол Крейг Робертс о гегемонии США и ее опасности для мира
21:19
Российские боевые ледоколы будут вне конкуренции
21:18
National Interest: В войне на два фронта США сокрушат и Китай, и Россию
16:21
Керри призвал студентов США учить русский язык
16:20
«Небесная сотня» против «Бессмертного полка»: за что Игоря Шувалова выслали из Украины?
16:18
Новые заслоны агрессору: в столице закрыли станцию «Киев- Московский» и переименовали Мукачево
16:17
Как на Кубани от Путина прятали фермеров и долгострой
16:15
Джамала не поехала хоронить деда в российский Крым
16:14
Техник Маска разоблачил подтасованную программу SpaceX
15:26
Эстонец встретил зашедших на его участок солдат НАТО выстрелом из ружья
15:22
Киев «расстрелял» Минские договорённости
15:19
На Украине прокомментировали слухи о прекращении транспортного сообщения с РФ
15:17
Times рекламирует ЛДНР
15:15
Папа Римский встретился с «АТОшниками» в Ватикане
15:14
В Москве задержали террористов ИГ*, готовивших теракты на транспорте
15:13
Сопровождение или перехват? Что произошло в небе Сирии
15:13
Foreign Policy: Израиль не оставил «болтливость» Трампа без последствий
15:12
Порошенко успел «достать» Макрона перед приездом Путина
15:11
Россия представила новейшие вертолетные двигатели
12:50
Венесуэла – арена борьбы США и России за мировое влияние и нефть
10:35
Страх и ужас американцев: как обновленный «гадкий утенок» Ту-160М2 станет неуязвимым «Белым лебедем»
10:34
Неспящие в космосе: чем Россия ответит США на орбите
10:01
Сенат и ЦРУ возмущены: Путин продолжает строить супердержаву
10:01
Трамп отправит солдат на войну с талибами
09:57
Подсчет потерь
09:54
Diplomat: новые российские боевые ледоколы заставят США призадуматься
09:53
Елену Яковлеву не пустили на Украину
09:52
США изучают опыт «вежливых людей»
09:49
«Калибры» придут на Тихий океан в 2018 году
Все новости

Архив публикаций

«    Май 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031 
» » 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...

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