Технологические тренды: Ли

Литий-серные батареи с улучшенными характеристиками, железо в качестве топлива для использования на Земле и на Луне, а также гренландская каменная мука в качестве потенциального средства улавливания углерода находятся в центре технологического радара на этой неделе.

Австралийская компания по производству аккумуляторов Li-S Energy объявила о разработке своих первых 20-слойных аккумуляторных элементов, использующих технологию полутвердотельных литий-серных аккумуляторов третьего поколения.

Ключевые преимущества технологии, которую подчеркивает компания, включают улучшение объемной плотности энергии на 45% до 540 Втч/л, более высокую весовую плотность энергии более 400 Втч/кг и повышенную безопасность за счет использования электролита с низкой воспламеняемостью.

По словам компании, эта производительность почти вдвое превышает гравиметрическую плотность энергии и сопоставима с объемной плотностью энергии по сравнению с нынешними литий-ионными элементами. Таким образом, на практике это означает, что элементы Li-S аккумуляторов теперь имеют тот же размер, что и существующие литий-ионные аккумуляторы, но весят вдвое меньше.

Ты читал?Рекомендации по содержанию паспорта батареи для Европы. Декарбонизация отрасли – хорошее, плохое и ужасное

Li-S предполагает, что ее новые элементы Gen3, в конструкции которых используются запатентованные компанией нанотрубки из нитрида бора и Li-наносетка, будут представлять особый интерес для использования в дронах и других приложениях электронной авиации – рынке, на котором Компания уже создана, и, по оценкам, к 2035 году ее объем превысит 32 миллиарда долларов в год.

Хорошо известно, что при лесных пожарах огонь может перепрыгнуть с одного дерева на другое, когда температура достаточно высока для возгорания – явление, известное как дискретное горение, которое редко встречается в природе на Земле.

Чтобы понять этот процесс более подробно, ученые исследовали горение железной пыли в условиях невесомости космоса, где частицы железа способны плавать и незаметно воспламеняться.

Используя высокоскоростные изображения, фиксирующие это явление, они создали модели, показывающие идеальные условия для сжигания топлива на Земле – и на основе этого стало возможным построить практичные печи для сжигания железа.

Преимущество сжигания железа связано с химией. По сути, сжигание топлива — это процесс преобразования материала путем добавления атомов кислорода, а в случае железа остаточным продуктом после сгорания является оксид железа или ржавчина. Его можно легко собрать и переработать, чтобы удалить кислород и вернуть его в виде железа. Таким образом, используя электроэнергию из устойчивых источников, железо может стать возобновляемым, бесконечно перерабатываемым топливом.

В Буделе, недалеко от Эйндховена, Нидерланды, голландским стартапом Metalot запущена демонстрационная установка, использующая железо в качестве источника топлива. Она может производить 1 МВт пара в установке, стоящей на складе.

Расширение такой железной электростанции могло бы производить гораздо больше энергии, но эта технология также может иметь потенциал для использования на Луне, предположило Европейское космическое агентство. Используя солнечную энергию, из лунных минералов можно производить алюминиевые и кремниевые порошки, а из лунного льда можно получать водород и кислород.

Затем водород можно будет использовать для переработки лунной пыли с высоким содержанием железа и титана в воду и железный порошок. Металлические порошки и кислород из водяного льда можно использовать в качестве топлива для ракет или наземного транспорта, а побочный водный продукт можно даже использовать в качестве питьевой воды.

Применение измельченных силикатных минералов в сельскохозяйственных почвах было предложено в качестве метода поглощения CO2 за счет увеличения скорости выветривания этих минералов за счет их воздействия на почвенные кислоты.

Но новое исследование датских исследователей предполагает, что мука из ледниковой породы, мелкозернистый материал, образовавшийся из горных пород, измельченных в процессе ледниковой эрозии, может быть более дешевой и практичной альтернативой, поскольку она широко доступна и позволяет избежать необходимости энергоемкого измельчения.

Ранее было показано, что мука из ледниковых пород, как и измельченные силикатные минералы, повышает урожайность сельскохозяйственных культур на выветренных и бедных питательными веществами почвах. Однако датские исследователи обнаружили, что он также эффективен для связывания CO2.