Ученые создали эффективные полимерные мембраны для батарей

Четверг, 8 апреля 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

Используя набор инструментов для поиска новых фармпрепаратов, исследователи смогли создать эффективные полимерные мембраны для аккумуляторов нового поколения.

Подход, который ученые используют для поиска новых лекарств, помог исследователям разработать селективные мембраны с высокой проницаемостью ионов лития

Селективные мембраны, которые пропускают через себя одни ионы, задерживая другие, являются ключевыми элементами во многих системах. В частности, такие мембраны используются в аккумуляторах для переноса ионов от одного электрода к другому во время заряда и разряда. Чем выше селективность мембраны, тем меньше концентрация «нецелевых» ионов, которые она пропускает. Но с ростом этого показателя у материала понижается проницаемость целевых ионов, что ограничивает мощность и энергоэффективность батареи. 

В новой работе ученые представили полимерную мембрану, поры которой представляют собой молекулярные ловушки,  которые удерживают положительно заряженные ионы лития. Эти ловушки состоят из молекул, которые действуют как растворитель: они удерживают ионы лития, как бы растворяя их в себе. Исследователи показали, что такие структуры могут увеличить поток ионов лития через мембрану на порядок по сравнению с используемыми сегодня материалами. 

Мембрана может позволить высоковольтным аккумуляторным элементам заряжаться при более высоких напряжениях и работать более эффективно. Это, в свою очередь, сможет увеличить удобство использования электромобилей и самолетов на электротяге. Чтобы точно определить конструкцию ловушки в мембране, которая сольватировала бы ионы лития, исследователи взяли за основу широко используемый процесс изучения лекарств. 

Для создания лекарств специалисты обычно применяют большие библиотеки данных, в которых хранится информация о свойствах небольших молекул с различными структурами. Ученые стараются найти молекулу с целевыми свойствами, чтобы синтезировать на ее основе более совершенный препарат. Авторы новой работы выдвинули гипотезу, что, создавая и анализируя большие библиотеки мембран с различными поровыми структурами, можно было бы найти ту структуру, которая позволила бы удерживать ионы лития. Используя этот подход, ученые смогли найти мембрану с такой формой ловушек, которая наиболее эффективно удерживала катионы металла.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 268
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003