Літієві батареї без кобальту: нові перспективи для електромобілів

Оприлюднено автором

Що таке літієві батареї без кобальту?

Літієві батареї без кобальту вже перебувають у розробці. Технологія обіцяє об’єднати в собі найкращі якості різних типів акумуляторів: високу щільність енергії від NMC, низьку вартість і безпеку від LFP.

Які переваги нової технології?

Компанія Ampere, що належить Renault, уклала угоду з американським стартапом Stratus Materials для розробки акумуляторів нового покоління. Катодні матеріали на основі оксиду літію-марганцю (LXMO) можуть зробити електрокари більш надійними і витривалими, пише Electric Cars Report.

Сьогодні на ринку домінують два типи літій-іонних акумуляторів: NMC (нікель-марганець-кобальт) та LiFePO4 (літій-залізо-фосфат). NMC має високу щільність енергії, але є дорогим і потенційно пожежонебезпечним через використання кобальту. LiFePO4 значно дешевші та безпечніші, але поступаються за щільністю енергії.

Розробка LXMO від Stratus Materials покликана взяти найкраще від обох світів. Акумулятори на її основі можуть мати таку ж або навіть вищу щільність енергії, якщо порівнювати з NMC, але при цьому мати низьку вартість і високу безпеку, як LFP. На рівні всього акумуляторного блоку це дає потужний результат: щільність енергії може бути вдвічі вищою, ніж у наявних аналогів.

Коли чекати нові батареї?

Для Ampere безкобальтова технологія — це третій етап у розгортанні своєї акумуляторної стратегії. Зараз компанія використовує NMC-батареї, а у 2026 році планує почати встановлювати на свої автомобілі LFP. Перехід на LXMO, ймовірно, відбудеться вже після цього.

Батареї тестуватимуть в інноваційній лабораторії Ampere у Франції. Успішне впровадження LXMO може не тільки зміцнити позиції Renault на ринку, а й прискорити масовий перехід на електрокари по всьому світу.

Раніше повідомлялося, що у натрій-іонних батарей виявили прикрий недолік. Традиційним літій-іонним акумуляторам дедалі частіше намагаються знайти заміну, і одним з найкращих варіантів вважаються батареї на основі натрію. Але, як виявилося, від них теж не варто чекати занадто багато чого.

Уряд запроваджує допомогу 6500 грн для вразливих

Оприлюднено автором

Уряд затвердив програму виплат одноразової грошової допомоги розміром 6500 грн для найбільш вразливих категорій громадян в рамках пакета “Зимова підтримка”. Про це повідомила прем’єр-міністерка Юлія Свириденко.

Програма розрахована на людей, які потребують найбільшої підтримки: діти-сироти, діти під опікою, діти з інвалідністю в прийомних сім’ях, діти-ВПО, ВПО з інвалідністю, самотні пенсіонери. Кошти нараховуватимуться автоматично через Пенсійний фонд. Запуск програми заплановано на початок грудня.

Витратити кошти можна буде на ліки, одяг, взуття. Програма охопить понад 660 тисяч людей.

Які ще програми підтримки заплановані?

Нагадаємо, цієї зими у межах зимової підтримки буде запущено програму “Тепла зима” – державна допомога у 6 500 гривень для найбільш вразливих категорій громадян, одноразова виплата по 1 000 гривень для усіх українців – дорослих та дітей. А також проєкт “Укрзалізниця 3000” – безкоштовні подорожі у межах 3 000 кілометрів у “низький” сезон. Витрати за програмою “Тепла зима” передбачені у розмірі 4,4 млрд грн.

Вчені розробили теоретичну модель квантової батареї

Оприлюднено автором

Вчені продемонстрували теоретичну модель батареї, яка здатна заряджатися і зберігати енергію практично без втрат. Це відкриття базується на унікальних властивостях квантової механіки, повідомляє SciTechDaily.

Які проблеми виникають у квантових акумуляторах?

Квантові акумулятори — це теоретичні мініатюрні пристрої, які для зберігання енергії використовують не хімічні реакції, а квантові ефекти, такі як суперпозиція і заплутаність. Теоретично, вони мають ряд переваг перед класичними батареями: прискорене заряджання, підвищена ємність і більш ефективна передача заряду.

Однак досі створити працюючий прототип не вдавалося. Головна проблема полягає в декогеренції: у реальних умовах квантові системи швидко втрачають свої унікальні властивості через взаємодію з навколишнім середовищем, що призводить до втрат ємності та зниження ефективності.

Які нові рішення запропонували вчені?

Команда експертів з японського центру RIKEN і китайського Хуачжунського університету науки і технологій запропонувала використовувати топологічні матеріали, зокрема фотонні хвилеводи. Топологічні матеріали мають властивості, які залишаються незмінними навіть під час деформації.

Вчені об’єднали топологічні характеристики фотонних хвилеводів із квантовою поведінкою дворівневих атомів. Така конструкція дозволяє передавати енергію (фотони) на великі відстані практично без втрат і розсіювання, навіть якщо хвилевід вигнутий або має дефекти.

Найдивовижнішим відкриттям стало те, що розсіювання енергії, яке завжди вважалося головним ворогом ефективності, за певних умов може тимчасово збільшувати потужність заряджання. Виявилося, що коли розсіювання перевищує певний критичний поріг, потужність зарядки короткочасно зростає, порушуючи всі класичні уявлення.

Де можуть бути застосовані ці технології?

Хоча це поки що лише теоретична модель, вона відкриває шлях до створення реальних високопродуктивних пристроїв для мікрозберігання енергії. У майбутньому такі квантові батареї можуть знайти застосування в:

  • джерелах живлення в наномасштабі для мініатюрних роботів і сенсорів;
  • оптичному квантовому зв’язку для надзахищеного передавання даних;
  • розподілених квантових обчислювальних мережах.

Раніше повідомлялося про ще одне несподіване відкриття: батареї майбутнього можуть бути виготовлені з гелю. Уперше у світі вдалося створити металевий гель — матеріал на основі кількох металів із властивостями гелю. Ця новинка може повністю змінити форму зберігання енергії в рідкометалевих батареях.

Правила проїзду перехресть: розбір задачі

Оприлюднено автором

Яка послідовність проїзду транспортних засобів?

Задача з тем про проїзд перехресть та регулювання дорожнього руху пропонує визначити, в якій послідовності транспортні засоби проїдуть перехрестя у зображеній на малюнку ситуації. Завдання було запропоновано каналом “За! Правилами”.

Які варіанти відповідей?

  • Трамвай, червоний автомобіль, зелений.
  • Трамвай, зелений автомобіль, червоний.
  • Червоний автомобіль, трамвай, зелений.
  • Зелений автомобіль, трамвай, червоний.
  • Червоний автомобіль, зелений, трамвай.
  • Зелений автомобіль, червоний, трамвай.

Як відбувається розбір задачі?

Трамвай повертає праворуч, червоний автомобіль проїжджає прямо, а зелений виконує розворот. На перехресті встановлені дорожні знаки пріоритету 2.1 “Дати дорогу” та 2.3 “Головна дорога”, але вони не діють, адже працює світлофор.

Згідно з пунктом 8.3 ПДР: “Сигнали світлофорів, крім жовтого миготливого, мають перевагу перед дорожніми знаками пріоритету”. Водії усіх транспортних засобів мають право продовжити рух, оскільки легковим автомобілям горить зелений сигнал світлофора, а трамваю — зелена стрілочка у додатковій секції світлофора при основному червоному.

Останнім перехрестя проїде трамвай, адже він рухається у напрямку стрілочки з додаткової секції світлофора. Згідно з пунктом 16.9 ПДР: “Під час руху в напрямку стрілки, ввімкнутої в додатковій секції одночасно з жовтим або червоним сигналом світлофора, водій має дати дорогу транспортним засобам, що рухаються з інших напрямків”.

Першим проїде прямо червоний автомобіль, адже водій зеленої машини, що розвертається, зобовʼязаний його пропустити. Згідно з пунктом 16.6 ПДР: “Повертаючи ліворуч або розвертаючись при зеленому сигналі основного світлофора, водій нерейкового транспортного засобу зобов’язаний дати дорогу трамваю попутного напрямку, а також транспортним засобам, що рухаються в зустрічному напрямку прямо або повертають праворуч”.

Отже, правильною відповіддю є варіант №5.

Раніше ми пропонували задачі для перевірки знань з правил дорожнього руху: Тест ПДР на перехресті: хто проїде першим? та Підступний тест ПДР: яка траєкторія повороту дозволена?

Унікальний металевий гель змінює енергетичні технології

Оприлюднено автором

Що таке металевий гель?

Уперше у світі вдалося створити металевий гель — матеріал на основі кількох металів із властивостями гелю. Ця новинка може повністю змінити форму зберігання енергії в рідкометалевих батареях. Відкриття належить дослідникам із Техаського університету A&M (США), пише interestingengineering.com. Завдяки йому можна буде створювати портативні батареї на основі рідких металів для промислового обладнання.

Які властивості металевого гелю?

Звісно, це не той гель, який використовується в косметиці або мийних засобах, пояснює видання: він витримує екстремальні температури і може вплинути на те, як великі батареї зберігають і віддають енергію. Історія його створення досить незвичайна: спочатку команда фахівців ставила собі завдання зрозуміти поведінку суміші металів під час впливу високої температури. Але під час одного експерименту з сумішшю міді й танталу вчені помітили щось несподіване. Під час нагрівання мідь розплавилася і перетворилася на рідину, а тантал залишився твердим, утворивши мікроскопічний каркас. Метали не склалися в єдине ціле, як очікували експериментатори, а натомість рідка мідь виявилася “замкненою” всередині танталового каркаса, утворивши гелеподібну металеву структуру. Таким чином було виявлено новий клас матеріалів, у якому плинність рідин поєднується зі стійкістю твердих тіл.

Які перспективи використання металевого гелю?

Звичайні гелі складаються з органічних матеріалів, які утримують рідини за кімнатної температури. А для утворення і збереження стабільності металевого гелю потрібна температура близько 1000°C, залежно від використовуваних металів. Тому такий гель ідеально підійде для застосування в процесах із високими температурами (наприклад, для систем накопичення енергії). Як кажуть самі вчені, раніше ідея металевого гелю нікому не спадала на думку, оскільки “ніхто не думав, що рідкі метали можуть підтримуватися внутрішнім надтонким скелетом”.

Щоб довести практичне застосування нового матеріалу, дослідники сконструювали рідкометалеву батарею, використовуючи металічний гель як електрод. Традиційні літій-металеві батареї ефективно зберігають великий обсяг енергії, але їх застосування пов’язане з певними ризиками: рідина всередині батареї переміщується під час руху, а це може призвести до короткого замикання. Металеві гелі пропонують гарне рішення проблеми: вони знерухомлюють рідкий компонент без шкоди для продуктивності.

Вчені провели ще низку експериментів з іншими металами, використовуючи пари “рідкий кальцій + тверде залізо” і “рідкий вісмут + залізо”. Електроди, під час занурення в розплавлену сіль, успішно генерували електрику, зберігаючи при цьому свою структуру. Раніше повідомлялося, що батарея майбутнього не боїться температури 200°C і проколювання цвяхом. До того ж, на відміну від літій-іонних аналогів, вона не схильна до ризику загоряння.