Инновационные новости

Sony готовит замену литий-ионным аккумуляторам

Энергопотребление современных мобильных устройств растет вместе с производительностью, а существующие технологии производства литий-ионных аккумулято­ров не могут обеспечить соответствующую прибавку в емкости.

Предельная плотность хранения энергии в таких батареях практически достигнута.

Чтобы обеспечить приемлемую продолжительность работы устройств без подзарядки, производителям при­ходится увеличивать размер батареи и искать более энергоэффективные компоненты. В то же время идет работа над принципиально новыми технологиями создания АКБ.

Первый литий-ионный аккумулятор был представлен компании Sony еще в 1991 г. Япон­ская газета Nikkei сообщила, что сейчас инженеры компании работают над новым типом ак­кумуляторов на основе серы. Литий-серные батареи будут иметь на 40 % большую плотность хранения заряда при сохранении габаритов. Замена лития на магний увеличит емкость и снизит стоимость батарей, замедлит износ и уменьшит вероятность взрыва при нагревании.

Главным недостатком серных аккумуляторов является резкое снижение емкости с каждым циклом разрядки и зарядки. Источник японского издания утверждает, что инженерам удалось подобрать оптимальный состав электролита, снимающий проблему недолговечности. Но еще предстоит преодолеть сложности, связанные с нагреванием и возможным возгоранием батареи.

Учитывая масштаб компании, есть надежда, что удастся решить все проблемы и пользо­ватели получат больше времени работы устройств от батареи. Но реальные серные аккумуля­торы для смартфонов могут появиться на рынке не раньше 2020 г.

15.02.2016

Разработана первая в мире прозрачная солнечная батарея

Физики Лейпцигского университета разработали пер­вый светопроницаемый солнечный элемент из дешевых металлов.

Создана батарея из недорогих материалов, работа­ющая на принципах фотовольтаики. Новое устройство непосредственно преобразует световое излучение в элек­трическую энергию, используя полупроводниковые эле­менты, и подходит для широкого применения.

Просвечивающий диод создает электричество из света Солнца

Немецкие ученые представили первый в мире прозрачный фотоэлектрический элемент - солнечную батарею, дающую новые технологические возможности. Она состоит из окси­дов легкодоступных металлов: цинка и никеля, способна поглощать ультрафиолетовое излу­чение и может применяться в самых разных конструкциях (например, на стеклянной поверх­ности).

Конструирование такой батареи продол­жалось три года. Исследовательская работа физиков-экспериментаторов Мариуса Грунд- манна и Роберта Карстхофа из Лейпцигского университета представлена в журнале Physica Status Solidi.

Это огромный шаг, подчеркнул Грунд- манн. Задача состояла в разработке светопро­ницаемого диода, который сделан из недорогих материалов и работает не только как фотоде­тектор. Он действительно преобразует свет солнца в электрическую энергию.

Промышленное изготовление возможно лишь «через несколько лет».

Грундманн сначала собирается использовать такие элементы в своих экспериментах. Его цель - обеспечить просвечивающую схему независимым током.

Сейчас трудно сказать, когда прозрачные солнечные элементы будут производиться за­водским способом. Должно пройти еще много лет. Но шансы на это хорошие, уточняет он.

Солнечные батареи можно будет установить на оконном стекле, и сквозь него будет все видно. Исследователи предполагают, что получаемой при этом энергией можно будет заряжать сотовые телефоны, датчики для измерения температуры или другие приборы. Однако промыш­ленного производства новых элементов придется еще некоторое время подождать.

04.02.2016

В сфере солнечных батарей грядет революция

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали материал для солнечных панелей, способный снизить стои­мость фотогальваники вкупе с ростом энерго­эффективности до 20,2 %.

Некоторые из наиболее перспективных современных светопоглощающих пленок сде­ланы из перовскитов - группы материалов, разделяющих характерную молекулярную структуру. Однако использование солнечных батарей на основе перовскитов обходится недешево, поскольку в них применяются дорогие «материалы с транспортом дырок», функция которых - перемещать положительные заряды, которые генерируются, когда свет достигает перовскитовой пленки.

Результаты опубликованы в издании Nature Energy.

20 %, 20 % и даже выше

Сейчас ученые разрабатывают значительно более дешевый «материал с транспортом дырок», стоимость которого всего 20 % от стоимости существующих аналогов, в то время как эффек­тивность солнечных батарей превышает 20 %.

С ростом качества перовскитовых пленок исследователи ищут альтернативные спосо­бы улучшения эффективности солнечных батарей. Совершенно случайно этот поиск выявил другой ключевой элемент солнечных панелей - слой с «транспортом дырок», и, в частности, составляющие его материалы. Существует всего два материала с транспортом дырок для солнечных батарей на основе перовскита. Оба типа достаточно сложно и затратно синтезировать, что делает и без того дорогую солнечную батарею буквально золотой.

Для решения этой проблемы исследователи во главе с Му­хаммадом Назируддином спроектировали материал с транспортом дырок под названием FDT, который не только снижает стоимость солнечных батарей, но и удерживает их эффективность на долж­ном уровне.

Испытания показали, что эффективность FDT составила 20,2 %, что выше двух других дорогостоящих альтернатив. А по­скольку FDT можно легко модифицировать, он может выступать проектом целого поколения новых дешевых материалов с транспортом дырок.

Лучшие солнечные батареи на основе перовскита используют материалы с транспортом дырок, которые сложно изготовить и очистить, и, кроме того, они предельно дорогие, порядка 300 евро за грамм, что препятствует их масштабному выводу на рынок, заявил Назируддин. По сравнению с ними FDT легко синтезировать и очищать, а его стоимость, по предваритель­ным оценкам, в пять раз ниже существующих аналогов, в то время как эффективность сопо­ставима или даже выше.

18.01.2016

Шведы научились делать оригами из конденсатора

Ученые из Шведского университета органической электроники разработали электронную бумагу - новый проводящий материал, способный накапливать энергию.

Инновационный материал состоит из наноцеллюлозы и электропроводящего полимера. Один лист диаметром в 15 см и толщиной с человеческий волос имеет емкость в 1F. Он способен накапливать энергию, как самые мощные современные конденсаторы и накопи­тели. Материал может многократно восполнять энергию, а зарядка длится всего пару секунд.

Разработчики отмечают, что это - материал мечты. В современном мире регулярно требу­ются все новые возобновляемые источники энергии. Инновационный материал способен рабо­тать в любое время года, не зависит от погоды и не нуждается в солнечной энергии.

Оригами из бумажного пластика

Новый материал напоминает по своим свойствам бумагу и пластик. Представляя свое детище перед коллегами, ученые в шутку сделали из нового материала оригами.

Структурная основа материала - это целлюлоза, волокна которой расщепляются потоками воды под высоким давлением. К целлюлозе добавляется водный раствор заряженного полиме­ра. Нанотрубки из целлюлозы покрываются полимером, а жидкость между волокнами играет роль электролита.

Изобретенный полимерный материал уже установил новый мировой рекорд по проводи­мости электронов и ионов, продемонстрировав исключительную способность к хранению энер­гии. В отличие от современных батарей и конденсаторов «электрическая бумага» производится из простых веществ - доступной целлюлозы и легко воспроизводимого полимера.

К тому же такая батарейка отличается невероятной легкостью и водонепроницаемостью. Производство не загрязняет окружающую среду тяжелыми металлами, не требуется никаких опасных и токсичных химических веществ, заключили разработчики.

13.12.2015