Научный прорыв может заставить электромобили проезжать 1000 км на одной зарядке

Одной из проблем при переходе от бензиновых автомобилей к электромобилям является запас хода. Ведь сейчас на одной зарядке электромобили могут проехать всего несколько сотен километров. Авторы исследования, опубликованного в журнале Advanced Science, говорят, что у них есть формула, которая значительно увеличит запас хода. Ученые утверждают, что могут увеличить средний запас хода электромобилей до 1000 км на одной зарядке и даже больше. Секрет формулы кроется в таком элементе как кремний, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Кремний считается хорошим элементом для создания батарей из-за его широкой доступности. Но у кремния есть не очень хорошее свойство расширяться во время зарядки. Кремниевые элементы могут увеличиваться в три раза в процессе зарядки, а затем снова уменьшаться. Поэтому инженеры не очень любят сильно расширяющиеся аккумуляторные элементы, какими бы хорошими они не были.

По этой причине кремний в батареях рассматривался как наночастицы, которые дают им много преимуществ и уменьшают недостатки. Но производство этих наночастиц представляет собой очень сложный процесс, требующий больших затрат.

Авторы нового исследования решили работать с частицами кремния, которые примерно в 1000 раз больше, чем наночастицы. Их проще и производить, и они имеют большую плотность энергии. Но оставалась главная проблема — расширение кремния во время зарядки батарей. Но ученые нашли выход.

Исследователи использовали гель-полимерный электролит, который может деформироваться в процессе зарядки за счет изменения размера кремния. Но простое попадание частиц кремния в гель не поможет, они должны быть связаны на химическом уровне. По этой причине смесь геля и микрочастиц облучали электронным лучом. Это позволило создать ковалентные связи между ними, которые обеспечили лучшую стабильность и одновременно сглаживали последствия расширения.

В результате ученые получили батареи, которые были более стабильными и имели похожие свойства с обычными литий-ионными батареями, но у них было увеличение плотности энергии на 40%. По словам ученых, новое исследование приближает их к созданию стабильной литий-ионной батареи с высокой плотностью энергии. Авторы исследования считают, что процесс производства такой батареи настолько прост, что этот метод готов к применению. Теперь осталось выяснить, как этот метод на самом деле будет работать в полноразмерной батарее.

Как уже писал Фокус, новое отрытые физиков бросает вызов квантовой теории. Ученые обнаружили несоответствие между наблюдениями и прогнозами относительно поведения субатомных частиц, что может привести к изменению понимания квантового мира.

Также Фокус писал том, что ученым удалось получить ранее неизвестные науке изотопы редкоземельных элементов. Это открытие, как считают ученые, поможет улучшить понимание процессов создания тяжелых химических элементов во Вселенной.