От лазера к батарее: быстрый путь к новым литий-серным аккумуляторам

🇭🇰 Группа исследователей из Гонконга разработала инновационную технологию лазерной печати, которая ускоряет производство литий-серных аккумуляторов. Новая технология позволяет создавать сложные катодные материалы в одном шаге и за доли секунды, в то время как сейчас этот процесс занимает несколько дней.

👉 Работу возглавил профессор Митч Ли Гуйцзюнь, доцент кафедры интегративных систем и дизайна Гонконгского университета науки и технологий (ГУНТ), результаты исследования его группы опубликованы в ведущем научном журнале Nature Communications.

🔋 Литий-серные аккумуляторы рассматриваются как перспективная альтернатива литий-ионным благодаря высокой теоретической плотности энергии, присущей серным катодам. Для эффективного преобразования серы такие катоды, как правило, содержат активные вещества, катализаторы и проводящие компоненты. Однако их изготовление включает множество сложных стадий, каждая из которых требует особых условий, что делает массовое производство длительным и затратным.

👍 Чтобы решить эту проблему, команда профессора Ли разработала одношаговый метод лазерной печати, который позволяет быстро получать интегрированные серные катоды. В ходе процесса лазерное излучение активирует специальные прекурсоры, в результате чего образуются струйные частицы. Они содержат гибридные нанотрубки на основе галлуазита (выполняющего функцию носителя), различные формы серы (в качестве активного компонента) и пористый углерод, полученный из глюкозы (в качестве проводника). Полученная смесь наносится на углеродную ткань, образуя интегрированный серный катод. Такие катоды, изготовленные с помощью лазерной печати, продемонстрировали высокие эксплуатационные характеристики как в монетных, так и в мешочных литий-серных аккумуляторах.

🎙 «Традиционное изготовление катодов и анодов в литий-ионных батареях включает синтез активных компонентов, смешивание, приготовление суспензий и сборку электродов. Эти процессы обычно занимают десятки часов или даже дни. Наша технология лазерно-индуцированного преобразования объединяет все эти этапы в один, выполняемый за наносекунды. При использовании одного лазерного луча скорость печати может достигать 2 см² в минуту. Так, катод размером 75 × 45 мм можно напечатать всего за 20 минут, и он сможет питать небольшой экран в течение нескольких часов при использовании в литий-серной ячейке», – рассказал профессор Ли Гуйцзюнь.

🎙 «Наши результаты стали возможны благодаря глубокому изучению взаимодействия лазера с материалами. Этот процесс представляет собой сверхконцентрированное тепловое воздействие, при котором материалы быстро нагреваются и охлаждаются – температуры могут достигать тысяч градусов Кельвина. В результате происходит разложение исходных веществ и последующая рекомбинация в новые структуры. Такие условия не только позволяют создавать и объединять разные материалы, но и вызывают микровзрывы, способствующие формированию и перемещению полученных частиц», – заявил в свою очередь соавтор профессора Ли, бывший научный сотрудник ГУНТ доктор Ян Жунлян.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»

⚡️Бактерии могут дышать электричеством Это открытие сделали ученые из Университета Райса. Некоторые бактерии вместо кислорода выбрасывают электроны наружу — как будто подключаются к мини-розетке.

Исследование объясняет, как именно бактерии выталкивают электроны за пределы клетки с помощью природных веществ — нафтохинонов. Это поведение называется внеклеточным дыханием, и по сути напоминает разряд батареи.

💡 Что это значит для энергетики?
— бактерии способны вырабатывать ток без кислорода
— могут работать в экстремальных условиях (глубоководье, кишечник, сточные воды)
— открывают путь к новым биоэнергетическим системам
— могут участвовать в очистке воды и производстве энергии одновременно

Эксперименты подтвердили: бактерии действительно растут и вырабатывают электричество, если посадить их на проводящий материал.

#энергетика #чистаяэнергия #биотехнологии #бактерии

Вопрос: Может ли электростанция замедлить вращение Земли?
⠀
Ответ: На самом деле — да. И это уже произошло. Крупнейшая в мире гидроэлектростанция «Три ущелья» в Китае, после того, как ее заполнили, колоссальным объёмом воды (более 39 км³) сместил массу Земли.
⠀
🔬 По данным NASA, это увеличило момент инерции планеты — и, как следствие, слегка замедлило её вращение.
⠀
⏱ В результате:
— сутки удлинились на 0,06 микросекунды
— ось вращения Земли сместилась примерно на 2 см
⠀
💡 Масштаб эффекта крошечный, но сам факт показывает: энергетические мегастройки действительно влияют на физику планеты.
⠀
#энергетика #наука #гидроэнергетика

🏭 Китай – новый мировой лидер по водородной энергетике

Китай официально вышел в мировые лидеры по производству водорода: по данным первого национального отчета, в 2023 году страна произвела 36,5 млн тонн водорода – больше, чем кто-либо в мире.

Особенно впечатляет вклад в «зеленый» сегмент: более половины всей мощности установок на ВИЗ, производящих водород, находится именно в КНР. Это делает Китай не только крупнейшим производителем, но и ведущим игроком на рынке экологически чистого водорода.

Сейчас в стране строятся или уже работают более 150 заводов из запланированных 600. География амбиций охватывает северные регионы — Внутреннюю Монголию, Шаньси, Шэньси и Нинся. Китай не просто масштабирует производство — он закладывает фундамент водородной экономики будущего.

#Китай #водород #КНР

🌽 Сахар из кукурузных отходов для производства биотоплива нового поколения

Учёные из Университета штата Вашингтон нашли способ превратить миллионы тонн кукурузной соломы — стеблей, шелухи и листьев — в дешёвый сахар для биотоплива нового поколения.

Секрет — в мягкой химической обработке отходов с помощью гидроксида калия и сульфита аммония, которая делает жёсткие растительные волокна доступными для ферментации. В результате получается высококачественный ферментируемый сахар — ключевой ингредиент для производства биоэтанола и других биопродуктов.

Плюсы технологии:
— Преобразование отходов в ресурс
— Удобрения как побочный продукт
— Безопасная для почвы и экосистем химия
— Без стадий рекуперации реагентов

Биотопливо из агроотходов не конкурирует с продовольствием, но сокращает выбросы CO₂ и замыкает углеродный цикл. Это ещё один шаг к энергетике, где отходов нет — есть только ресурсы.

#биоэнергетика #биотопливо #сельскоехозяйство

🔥 Сверхгорячая геотермия: следующая энергетическая революция под ногами

Мир вступает в новую гонку — за доступ к глубинному теплу Земли. Учёные и инженеры нацелились на сверхгорячие геотермальные скважины глубиной от 5 до 20 км, где температура достигает 500 °C, а вода входит в сверхкритическое состояние — не жидкость и не пар, но плотный энергетический носитель, способный увеличить мощность станции в 10 раз.

🌍 Почему это важно:
- Постоянный, круглосуточный источник энергии
- Без выбросов CO₂ и радиоактивных отходов
- Потенциал в 10 раз выше текущего мирового спроса

Микроволновое бурение (Quaise Energy): испаряет породу волнами, а не сверлом — меньше износа, больше глубина. Гео-фрекинг (Fervo Energy): заимствует технологии сланцевого газа для создания трещин в горячих сухих породах. Герметичные радиаторы и CO₂-системы: циркуляция без контакта с породами и одновременное хранение углерода

Первая демонстрационная скважина на 3 км — уже в планах на 2026 год, а к 2030-му могут появиться геотермальные станции мощностью 100 МВт, работающие 24/7.

#геотермальнаяэнергия #инновации #ВИЭ

☀️ Что способствует эффективной работе солнечных панелей в космосе?

🚀 Китай разрабатывает "умную броню" для солнечных панелей в космосе

В условиях открытого космоса солнечные панели работают эффективнее, чем на Земле, но и изнашиваются быстрее — из-за экстремальных температурных перепадов.

На смену пассивной защите приходит интеллектуальное покрытие TSRD — новейшая разработка учёных из Китая. Оно прозрачно для света, но умеет автоматически управлять тепловым излучением и защищает панели от перегрева. В основе — диоксид ванадия (VO₂), который при 68 °C меняет свои свойства: из изолятора становится проводником, что позволяет «на лету» регулировать тепло.

Что это даёт:
– стабильная температура работы панелей
– меньше рисков отказа оборудования
– выше эффективность и срок службы

Сейчас TSRD выходит на этап реальных испытаний в моделируемом космосе. Если всё сработает — это может стать прорывом в космической энергетике.

#Китай #космос #солнечныепанели #технологии #энергетика

🏢⚡ Стены с зарядкой: в Европе придумали, как превратить здания в батареи

Ученые из Франции и Испании создали цемент, который может накапливать электроэнергию. В основе — метакаолин: это продукт обжига каолинитовой глины, синтетический алюмосиликат. Его превращают в прочную геополимерную пасту, добавляют электроды из цинка и диоксида марганца — и получают перезаряжаемую твердотельную батарею прямо в материале стен.

Характеристики:
– до 3,3 Вт·ч энергии на литр
– устойчивость к повторной зарядке
– меньше углеродный след, чем у обычного цемента

🏗️ Это не просто батарея — это новая философия архитектуры, где дом — не только потребитель, но и активный элемент энергетической системы.

💡 Правда, пока есть нюансы: потеря воды при высыхании влияет на стабильность, а выделение водорода — на долговечность. Исследователи ищут решения: модульные секции, управление влагой и усовершенствование состава.

#архитектура #аккумулятор #цемент #метакаолин #ideogram

Возбужденный бета-частицами полупроводник выделяет энергию десятки лет

Южнокорейские инженеры из DGIST разработали миниатюрный ядерный источник энергии, который работает без подзарядки десятилетиями. Это — новый класс бета-вольтаических ячеек, в которых радиоактивный углерод-14 встроен в квантовые точки, а энергию преобразует перовскит — тот самый, что уже совершает революцию в солнечной энергетике.

Когда C-14 испускает бета-частицы, они возбуждают полупроводник, создавая ток. В отличие от старых ядерных генераторов, здесь всё происходит без тепла, напрямую и компактно.

💡 Преимущества:
– Срок службы — десятки лет
– Безопасен при герметизации
– Не боится холода, влаги и перегрева
– Миниатюрный размер и высокая эффективность

📌 Где это применимо?
— Встроенные медицинские импланты
— Датчики в ядерных зонах
— Космос, дроны, подводные станции
— Оборонные и спецсистемы

#батарея #аккумулятор #пауэрбанк #атом

Вопрос: Почему шумят линии электропередач?

Ответ: Когда мы слышим жужжание высоковольтных линий, на самом деле наблюдаем коронный разряд — особый вид электрического разряда в воздухе. Он возникает, когда напряжение в проводах настолько велико (обычно от 110 кВ и выше), что начинает «пробивать» окружающий воздух.

Воздух — это изолятор, но под высоким напряжением он может ионизироваться (распадаться на заряженные частицы). Когда электроны вырываются из провода, они сталкиваются с молекулами воздуха, создавая микроскопические разряды. Именно эти мини-молнии и производят характерный гул или шипение.

#электричество #лэп #провода

ЭТО НЕ СТЕРЕОКАРТИНКА! Это предсказанные движения сотен частиц в термоядерном реакторе.

Представь, что у нас есть почти бесконечный источник энергии. Чистый. Без выбросов. И такой мощный, что может обеспечить весь мир электричеством на века.

Это — термоядерная энергия. Но вот уже 70 лет учёные решают задачу — как удержать раскалённую плазму, чтобы она не сбежала из реактора. Теперь им это удалось.

Американские физики придумали новый метод, который помогает строить реакторы в 10 раз быстрее, чем раньше. Они больше не тратят кучу времени и ресурсов на сложные расчёты — вместо этого используют теорию симметрии (да-да, как в математике или зеркалах 👀).

Что это значит:
Энергия, как у звёзд, становится ближе к реальности. Реакторы, которые раньше проектировали годами, можно собирать куда быстрее. И скоро мы получим ток прямо из космоса. Ученые придумали, как ловить «альфа-частицы», которые раньше ускользали и разрушали всё.

Этот прорыв поможет не только в одном виде реактора (стеллараторах), но и в токамаках — ещё одном популярном типе термоядерных установок.

#стеллатор #токамак #термояд #энергия

Ядерный синтез в бутылке — стартап Realta разрабатывает “волшебный” реактор

Американская компания Realta Fusion планирует создать термоядерный реактор в форме... бутылки. И нет, это не фантастика, а реальный проект, профинансированный на $36 миллионов. Цель — произвести чистую энергию дешевле, чем природный газ.

🧲 В основе лежит технология магнитного зеркала:
перегретая плазма удерживается в продолговатом реакторе мощными магнитами на концах и слабее — по бокам. Такой подход позволяет удешевить конструкцию и всё-таки удержать термоядерную реакцию.

Реактор под названием Anvil должен появиться в прототипе уже к 2026 году. Цель — достичь стоимости $100/МВт•ч, а затем и $40/МВт•ч, конкурируя с газовыми ТЭС, но без выбросов.

#реактор #мирныйатом #ideogram #RealtaFusion

Энергия по воздуху: DARPA передаёт её лазерами

В США разрабатывают технологию беспроводной передачи энергии на большие расстояния с помощью лазеров. Проект называется POWER — Persistent Optical Wireless Energy Relay.

Цель — обеспечить бесперебойную подачу энергии в любой точке мира, даже в зонах конфликта и в самых удалённых местах. Разработкой занимается DARPA — главное агентство передовых оборонных проектов США.

Энергия передаётся лазерными лучами, минуя проводные линии и транспортировку топлива. Потери минимальны: не нужно преобразовывать ток, всё напрямую.

Проблема: лазер может "споткнуться" о туман, дождь или снег. Решение — автоматические системы перенаправления луча, которые уже тестируются.

Потенциал у POWER колоссальный. В будущем технология может обеспечить удалённые поселения и острова энергией с орбиты
— и главное — всё это экологично, без сжигания топлива и CO₂

#энергия #электричество #PersistentOpticalWirelessEnergyRelay