Инженеры создали самонагревающийся на холоде аккумулятор
Группа ученых из университета штата Пенсильвания совместно со своими коллегами из компании EC Power создала «всесезонный» литий-ионный аккумулятор, способный к самонагреву при переохлаждении. Модификация аккумулятора внутренним нагревательным контуром значительно расширяет возможность использования аккумуляторов в условиях морозного климата. Подробное описание работы опубликовано в журнале Nature.
Концепция идеи довольно проста: исследователи добавили в батарею слой никелевой фольги толщиной около 50 микрон, создав дополнительный электрический контур, состоящий из соединенных анода и фольги. В случае если температура «за бортом» оказывается слишком низкой и аккумулятор слишком сильно охлаждается, вместо обычного контура анод-катод в работу включается дополнительный контур, протекание тока через который обеспечивает омический нагрев устройства.
В качестве прототипа для изучения команда использовала типовой литий-ионный аккумулятор, состоящий из 25 катодных слоев LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 и 26 анодных графитовых слоев, общая емкость устройства составила 7,5 ампер-часов. Исследователи подобрали параметры фольги исходя из соображений стабильности твердого электролита: напряжение в «нагревателе» составляет всего 2 вольта, т.е. лежит в рабочей области аккумулятора.
Используя подобную схему, исследователи смогли добиться впечатляющих результатов: на нагрев до нуля предварительно охлажденного до минус 20 и минус 30 градусов аккумулятора тратится всего лишь 3,8 и 5,5 процента емкости батареи соответственно, причем средняя скорость нагрева аккумулятора составляет около одного градуса в секунду.
Литий-ионные аккумуляторы подвержены высоким потерям мощности при работе в условиях отрицательных температур, что ограничивает их применение в электромобилях, смартфонах и различных носимых устройствах в условиях холодного климата. На практике в случае электромобилей подобное снижение мощности вынуждает производителей использовать большие по размерам и мощности аккумуляторы для холодного старта двигателя, а также приводит к неэффективному использованию рекуперативного торможения и суммарному итоговому снижению запаса хода автомобиля на 40 процентов при понижении температуры окружающей среды от 23 градусов Цельсия до минус семи.
Он может передвигаться по пересеченной местности и преодолевать канавы шириной равной своей длине
Инженеры из Израиля разработали робота-трансформера Tail STAR, способного передвигаться по сложному рельефу с помощью нескольких колес и подвижного управляемого хвоста. Робот может передвигаться по пересеченной местности, менять высоту корпуса над поверхностью, взбираться на ступеньки, превышающие диаметр его колес в три раза, и преодолевать канавы с шириной равной длине его корпуса. Статья с описанием разработки опубликована в журнале IEEE Robotics and Automation Letters.
