Японский стартап Flosfia разрабатывает технологию производства силовой электроники с использованием оксида галлия, которая при внедрении в силовые установки электромобилей позволит им проезжать на одном заряде на 10% большее расстояние. Потери при передаче электроэнергии новый вид полупроводников позволяет снизить на 70% по сравнению с существующими решениями.
Литий-металлические батареи имеют не только отличную плотность энергии, но есть критический недостаток — быстрое формирование дендритов, снижающих производительность аккумулятора. Ученые из Университета Райс нашли решение этой проблемы — создание на аноде шероховатой поверхности с последующим нанесением порошка из фосфора и серы. Вступая в реакцию с металлическим литием, он образует тонкий защитный слой, который меняет свойства поверхности. Порошок создает композитную поверхность, предотвращающую потерю металлического лития из анода, главную проблему литий-металлических батарей. А образовавшаяся на поверхности анода пленка способствует более долгому сроку службы аккумулятора.
Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) рассказывают об еще одном способе увеличения срока службы батарей. Топливные и электролизные элементы из твердых оксидов металлов со временем разлагаются: атомы металла, просачивающиеся из межсоединений, созданных для построения батарей, медленно портят устройства. В MIT продемонстрировали, что можно не только обратить вспять эту деградацию, но и повысить производительность выше исходного значения, контролируя кислотность интерфейса воздушного электрода. Для этого исследователи покрыли катод топливного/электролизного элемента оксидом лития (соединением, которое изменяет относительную кислотность поверхности с кислой на более щелочную), восстановив первоначальные характеристики элемента. Когда же инженеры добавили еще больше лития, производительность улучшилась еще на три-четыре порядка — причем, по сравнению с первоначальным значением.
И еще одна разработка MIT: новая конструкция батареи с использованием обычных материалов — алюминия, серы и соли. Такой аккумулятор устойчив к возгоранию и отказам, а также очень быстро заряжается. Новые батареи лучше работают при высоких температурах — при 110 °C батареи заряжаются в 25 раз быстрее, чем при 25 °C. При этом батарея не нуждается во внешней энергии для нагрева — обычного цикла зарядки и разрядки достаточно, чтобы поддерживать ее горячей.
Ученые из Национального университета Сингапура разработалитканевую батарейку, способную получать электричество из влаги в воздухе. Батарейка состоит из тонкого слоя ткани (~0,3 мм), покрытого углеродными наночастицами. На одну часть тканевого отрезка нанесен гигроскопичный гель, изготовленный из морской соли. Другой конец ткани не обработан гидрогелем и остается сухим. Когда гидрогель начинает поглощать влагу, он выделяет свободные ионы с положительным зарядом (катионы), которые взаимодействуют с отрицательно заряженными наночастицами углерода, что создает на поверхности ткани электрическое поле. В ходе тестирования ученые поместили фрагменты ткани в корпус размером с пальчиковую батарейку. Напряжение устройства достигло 1,96 В — на 30% выше, чем у коммерческой батарейки.