Нанотрубки из нитрида бора ускорили движение лития в 30 раз: найдена новая «супермагистраль» для аккумуляторов
Изображение: Magnific
Последние научные изыскания открыли уникальный потенциал нанотрубок из нитрида бора: выяснилось, что они транспортируют ионы лития с интенсивностью, многократно превышающей теоретические прогнозы. Примечательно, что данные наноканалы функционируют не просто как скоростной «коридор», но и как высокоэффективный селективный фильтр, беспрепятственно пропуская литий и отсеивая посторонние ионы.
Исследователи убеждены, что подобные характеристики делают наноструктуры на базе нитрида бора мощным фундаментом для мембранных технологий будущего. Перспективы их внедрения охватывают широкий спектр областей: от энергетики, основанной на использовании градиента солености воды, до оптимизации процессов добычи лития, который является фундаментом для индустрии современных накопителей энергии.
Как подчеркнул соавтор разработки, доцент Иллинойсского университета в Чикаго Сангил Ким, экспериментальные показатели ионной проводимости не только превзошли математические модели, но и установили новый рекорд для подобных систем.
Управление ионными потоками на наноуровне — критический вызов для создания батарей нового поколения, опреснительных систем и технологий извлечения ценных ресурсов. Ключевая сложность заключается в достижении идеального баланса между пропускной способностью и избирательностью мембран.
В ходе эксперимента группа ученых сформировала мембрану, состоящую из колоссального массива заряженных нанотрубок. Испытания в средах с различной степенью солености показали ошеломляющий результат: ионы лития преодолевали препятствие в 31 раз быстрее, чем это предсказывала физическая теория, демонстрируя при этом превосходные показатели фильтрации.
Чтобы доказать жизнеспособность концепции, команда разработала прототип генератора, преобразующего осмотическую энергию растворов в электричество. Вырабатываемого ресурса вполне хватило для функционирования маломощной электроники, такой как калькуляторы или электронные часы.
Авторы проекта отмечают концептуальное сходство их разработки с природными механизмами: аналогичным образом функционируют электрические угри, генерирующие разряд посредством точного контроля ионного транспорта в специфических биологических структурах.
Дальнейшие усилия коллектива будут сфокусированы на промышленном внедрении технологии, в частности, для нужд рекуперации лития из отработанных аккумуляторов, а также на детальном изучении механизмов столь стремительного движения ионов в наноразмерных каналах.
Источник: iXBT
Росавиация выдала первый в России сертификат на коммерческие полеты на аэростатах
Российские разработчики создали нейропамять для дронов-спасателей
Эволюция R&D-лаборатории за три года: люди, стойки и перемены
В Гусеве выпустили 30-миллионную телеприставку
Битва архитектур: процессоры ARM бросают вызов полувековому наследию Intel и AMD
МС-21-310: первый серийный российский лайнер совершил первый полет
Реальная скорость генерации токенов в секунду на Mac mini M4
Россияне стали чаще покупать уроки киберспорта: в топе — Counter-Strike и «Мир Танков»