Вокруг Науки Техники

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Group1 представила первую в мире высокопроизводительную калиево-ионную батарею 18650

Новая батарея от Group1 обещает высокую производительность и долгий срок службы.

Компания Group1 представила первую в мире калиево-ионную батарею в стандартном цилиндрическом формате 18650. Это событие произошло на 14-й ежегодной конференции Beyond Lithium и может стать важным шагом к созданию устойчивых и экономически выгодных альтернатив традиционным литий-ионным батареям.

Калиево-ионная батарея использует ионы калия вместо более распространённых ионов лития. Она имеет те же размеры, что и стандартная литий-ионная батарея формата 18650: диаметр 18 мм и длина 65 мм.

Новинка демонстрирует впечатляющие характеристики . Проведенные тесты подтвердили высокую долговечность батареи, позволяя ей выдерживать множество циклов зарядки и разрядки без значительной потери ёмкости. Это особенно важно для использования в электрических транспортных средствах, где долговечность батареи играет ключевую роль.

Кроме того, калиево-ионная батарея обладает высокой энергоёмкостью, сопоставимой с литий-железо-фосфатными батареями (LFP-LIB), и обеспечивает стабильное напряжение 3,7 В, что гарантирует совместимость с современными электронными устройствами и системами.

Решение использовать формат 18650 позволяет новинке легко интегрироваться в существующие устройства и приложения, исключая необходимость дорогих переработок. Это упрощает цепочку поставок и повышает производственные мощности, снижая зависимость от критически важных минералов, таких как никель, кобальт, медь и литий.

Калиево-ионная батарея Group1, оснащённая запатентованным катодным материалом Kristonite, может стать значимым прорывом в области аккумуляторных технологий. Она представляет собой жизнеспособную альтернативу литий-ионным и натрий-ионным батареям, которые сталкиваются с проблемами стоимости и эффективности.

Новое изобретение компании Group1 может изменить различные отрасли промышленности и способствовать созданию более устойчивой окружающей среды.
 

[Flanger]

В России создали прототип наноэлементов на замену кремниевых компонентов в компьютерах будущего

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали прототипы мемристеров — наноразмерных элементов, которые позволят создавать миниатюрные энергонезависимые детали, обладающие собственной памятью и функцией обработки информации, пишет ТАСС.

Из таких комплектующих в будущем возможно создание компактных компьютеров на новых физических принципах.

«В основе созданных учеными мемристоров лежат пленки нанометровой толщины из титаната бария — материала, поляризацией которого можно управлять при помощи электрического поля. Сам титанат бария (BaTiO3) является перспективным материалом для создания вычислительных устройств на новых физических принципах. Ученые «ЛЭТИ» определили физические параметры, от которых зависит управление элементами памяти этих устройств», — сказали в пресс-службе вуза.

В "ЛЭТИ" провели серию экспериментов для исследования особенностей поведения нового материала

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» основан в 1886 г., первое в Европе высшее учебное заведение в области электротехники.

Мемристор из титана бария

Мемристеры способны изменять значение своего сопротивления под действием напряжения и «запоминать» это состояние на длительное время. При этом для хранения этой информации элементу не нужна энергия. Поэтому на их основе в перспективе можно создать энергонезависимые компоненты, которые могут хранить и обрабатывать информацию.

Специалисты «ЛЭТИ» предложили свой вариант подобного элемента на основе перспективного материала — титаната бария — и провели высокоточные измерения в серии экспериментов, позволивших решить фундаментальную задачу — выявить параметры, которые позволят в будущем управлять элементами на основе мемристеров.

Для этого была разработана специальная математическая модель. С ее помощью ученым удалось установить физические процессы, вследствие которых в пленках титаната бария изменяется резистивное состояние, то есть параметры, при которых материал может становиться основой для энергонезависимых элементов со своей памятью.

Эксперименты проводились в условия сверхвысокого вакуума, то есть при давлении на несколько порядков ниже того, что существует в космосе, и при разных температурных режимах — от минус 243 до плюс 26 градусов Цельсия.

Компьютеры будущего

Привычная нам вычислительная техника с кремниевыми компонентами в основе подходит к пределам своих возможностей по компактности, быстродействию и энергопотреблению, сказала профессор кафедры микро- и наноэлектроники «ЛЭТИ» Наталья Андреева.

Одно из перспективных направлений — создание электроники на альтернативных физических принципах, в том числе на электрических элементах со своей памятью. Разработку подобных элементов сейчас также ведут за рубежом.

«Полученные результаты — это значимый вклад в создание мемристоров с многоуровневой резистивной памятью, которые в перспективе могут лечь в основу нейроморфных компьютеров будущего», — добавила Андреева.

[Flanger]

Стартап создал электромотор с высочайшей удельной мощностью — 10,7 кВт/кг

Повышение мощности мотора обычно влечет за собой увеличение массы или количества моторов и элементов привода. Это простое правило трудно обойти, но инженеры стартапа H3X, похоже, придумали эффективный способ, как снизить вес, оптимизировать производительность и повысить удельную мощность. Они поместили и статор мотора, и силовую электронику под общую рубашку системы охлаждения. Технология позволяет достичь рекордной удельной мощности. Уже готовый электромотор HPDM-250 при весе 18,7 кг выдает удельную мощность 10,7 кВт/кг, а мощность перспективного HPDM-1500 составит невероятные 12 кВт/кг. Такие электромоторы смогут поднять «Боинг-737».

Американский стартап H3X заявил о себе в 2020 году, пообещав разработать электромотор с самой высокой удельной мощностью в мире. И не обманул ожиданий, отправив первые модели заказчикам и подписав контракты с ВВС США и космическим агентством NASA. А привлеченные инвестиции дали возможность изготовить более мощные моторы для воздушного и морского транспорта.

Новая линейка моторов H3X состоит из трех моделей. Самая производительная — HPDM-250 мощностью 200 кВт. Она весит 18,7 кг, а ее удельная мощность составляет 10,7 кВт/кг. Максимальная эффективность при пиковой нагрузке — 95,4%.

Для сравнения: мотор британской Equipmake, представленный в 2023 году как лидер по удельной мощности, может похвастаться 13,3 кВт/кг. Однако при расчетах этого показателя использовалась пиковая, а не длительная мощность. В противном случае, HPDM-250 оказался бы лучше, пишет New Atlas. Кроме того, инвертор у Equipmake — это отдельный компонент массой 10 кг.

Вчера H3X привлекла в очередном раунде инвестирования $20 млн и планирует использовать эти средства для создания еще трех моторов линейки HPDM: 350, 1500 и 2300. Характеристики HPDM-1500 уже известны: масса 125 кг и 1500 киловатт длительной мощности. Таким образом, удельная мощность превзойдет HPDM-250 и составит 12 кВт/кг.

Удельная мощность 12 кВт/кг — это нижняя отметка, которую установило правительственное агентство перспективных проектов в области энергетики APRA-E для создания пассажирского электрического самолета класса «Боинг-737». Нынешние силовые установки работают с удельной мощностью в пределах 3-4 кВт/кг.
Помимо авиационных стартап разрабатывает моторы для паромов, буксиров и подводных лодок, промышленного оборудования и электрических локомотивов. Линейка HPDM подходит также для использования в гибридных системах как мотор и генератор. Вдобавок, конструкция позволяет собирать их как модули до шести единиц в одном блоке.

Немецкий автомобильный концерн ZF Friedrichshafen раскрыл подробности своего внутрироторного синхронного электродвигателя I2SM. Поместив внутрь ротора индуктивный датчик, инженеры сэкономили место и создали сверхкомпактный безмагнитный мотор, который, по их словам, работает не хуже синхронных моторов с постоянными магнитами.