Российские ученые нашли новый класс материалов для создания безопасных аккумуляторов

Энергия без взрыва

Мобильные телефоны и ноутбуки, беспилотные аппараты и электромобили — всё это стало возможным благодаря появлению литий-ионных аккумуляторов. Но запасы лития в земной коре не бесконечны, что приводит к постепенному удорожанию сырья, а кроме того, аккумуляторы литий-ионного типа имеют ряд серьезных недостатков — например, они плохо работают на холоде и склонны к возгоранию. Поэтому ученые ищут более дешевые, надежные и мощные источники энергии.

Одна из возможных альтернатив — мультивалентные металл-ионные аккумуляторы, например, магний-, цинк- или алюминий-ионные. Такие накопители привлекают внимание исследователей благодаря низкой удельной стоимости хранения энергии, что делает их перспективными для электротранспорта и систем возобновляемой энергетики. Однако сегодня развитие мультивалентных металл-ионных аккумуляторов сдерживается из-за отсутствия ключевых элементов таких накопителей — ионных проводников.

Ученые из Самарского государственного технического университета совместно с коллегами проанализировали свыше 1,5 тыс. химических соединений. Они пропустили материалы через систему теоретических фильтров, работающую по принципу от простого к сложному. Для каждого вещества химики рассчитали определенные характеристики. В итоге они отобрали 16 соединений, которые могут быть эффективными ионными проводниками.

Новый класс материалов

Среди отобранных веществ ученые выявили новый класс кристаллических материалов, которые обладают особенно высокой катионной проводимостью (способностью проводить электрический ток). Это открывает новые перспективы для разработки аккумуляторов нового поколения.

Результаты работы помогут ускорить разработку аккумуляторов нового поколения. С помощью теоретических методов были найдены новые перспективные материалы. Следующим шагом будет синтезировать и экспериментально подтвердить характеристики найденных веществ, после чего можно будет собрать прототип.

В работе также принимали участие исследователи из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (Москва), Самарского государственного медицинского университета и Фрайбергской горной академии (Германия).

Вопрос совместимости

Металл-ионные аккумуляторы действительно перспективны, но материалы для них должны подходить друг другу, подтвердила эксперт рынка НТИ Энерджинет Екатерина Золотухина.

Источник: rscf.ru

Проблемы с электрохимическими накопителями

Проблемы с изготовлением, кроме подбора материалов друг другу, состоит в том, что, как правило, либо электронная, либо ионная проводимость у них низкая. Кроме того, все твердые материалы, которые есть, склонны к фазовым переходам. На подбор удачных кристаллографических решений, изучение, подгонку этих соединений, проверку их на стабильность при циклировании и так далее может уйти несколько лет или десятилетий, — отметила она.

Судить о перспективности выявленных веществ без практической проверки, то есть синтеза, экспериментального измерения всех рассчитанных параметров, проверки воспроизводимости результатов, достаточно рано. Однако нельзя отрицать ценность подобных исследований, так как они существенно облегчают работу экспериментаторов по поиску новых материалов, которые можно было бы использовать в составе новых электрохимических накопителей, рассказал Известиям ведущий специалист отдела исследований и разработок ООО Инэнерджи Виктор Визгалов.

Наиболее активно научно-техническое сообщество занимается натрий-ионными аккумуляторами, однако ведутся работы и в области алюминий-, цинк- и магний-ионных систем. Большинство этих аккумуляторов находятся на очень низком уровне готовности технологий и работы по этой тематике носят скорее поисковый характер, — пояснил эксперт.

По его словам, основным препятствием для создания таких батарей можно назвать отсутствие материалов положительного и отрицательного электрода, а также возможных вариантов жидкого или твердого электролита. В силу некоторых особенностей ученым еще предстоит найти возможные соединения, способные не только запасывать энергию, но и обладающие достаточной для практического применения электронной и ионной проводимостью.

Проведение проверок аккумуляторных батарей

При использовании аккумуляторных батарей на любых объектах, особенно в системах бесперебойного питания, за их состоянием нужно следить и регулярно проводить проверки. Ниже приведены основные параметры, которые нужно проверять, а также рекомендации по проведению таких проверок:

Проверка состояния аккумуляторной батареи

Основная задача при проверке состояния любой аккумуляторной батареи – выяснить, обладает ли она достаточной емкостью, может ли обеспечить заявленные производителем характеристики в течение необходимого времени. Однако непосредственно средствами измерения определяются только несколько основных параметров – напряжение, сила тока.

Измеренные параметры

• Напряжение
• Сила тока
• Плотность электролита

Измерения параметров

В обслуживаемых аккумуляторах можно также замерить плотность электролита. Измерения можно проводить неоднократно, фиксируя изменение значений с течением времени. Все остальные параметры и характеристики не измеряются напрямую, а выводятся по разработанной изготовителем методике, причем она зависит и от типа АКБ, и от рекомендаций производителя, и от вида подключенной нагрузки.

Нелинейность характеристик

При этом необходимо учитывать, что многие зависимости, характеризующие работу АКБ, носят нелинейный характер. Могут сказываться и другие факторы, например, влияние температуры.

Проведение тестирования

При выполнении краткосрочных измерений при использовании даже самых совершенных методик тестирование носит не точный количественный, а качественный характер. Единственный достоверный способ измерения емкости АКБ – его полная разрядка в течение многих часов с тщательной фиксацией параметров в ходе всего процесса. Но использовать столь продолжительную процедуру на практике можно далеко не всегда, особенно если батарей много. Тем не менее, и краткосрочных оценочных измерений достаточно для того, чтобы отличить работоспособный аккумулятор от изношенного, утратившего емкость, и вовремя произвести замену АКБ.

Подключение нагрузки

К АКБ на некоторое время подключается рабочая или второстепенная нагрузка той или иной величины. Вольтметром или мультиметром измеряется падение напряжения. Если процедура выполняется несколько раз, между измерениями выжидается определенное время, чтобы батарея восстановилась. Полученные данные сопоставляются с параметрами, заявленными производителем АКБ для данного типа батареи и данной величины нагрузки.

Измерения при помощи нагрузочной вилки

Строение простейшей нагрузочной вилки показано на схеме:

Устройство оснащено вольтметром, параллельно которому установлен большой по мощности нагрузочный резистор, и имеет два щупа. В старых моделях вольтметры аналоговые; новые модели, как правило, оснащены ЖК-дисплеем и цифровым вольтметром. Существуют нагрузочные вилки с усложненной схемой, использующие несколько нагрузочных спиралей (сменных сопротивлений), рассчитанные на разные диапазоны измерения напряжений, предназначенные для тестирования кислотных либо щелочных аккумуляторов. Есть даже вилки, которыми тестируют отдельные банки аккумуляторов. В состав продвинутых устройств помимо вольтметра может входить амперметр.

Данные приборы относятся к базовому сегменту. Семейство цифровых приборов-тестеров Кулон (Кулон-12/6f, Кулон-12m, Кулон-12n и другие) служит для проверки состояния свинцовых кислотных аккумуляторов.
Они позволяют проводить быстрые замеры напряжения, приближенно определять емкость АКБ без контрольного разряда и сохранять в памяти несколько сотен, а иногда и тысяч измерений.
Приборы Кулон питаются от аккумулятора, на котором проводятся измерения. По заявлению разработчика, прибор анализирует отклик аккумулятора на тестовый сигнал специальной формы, при этом измеряемый параметр примерно пропорционален площади активной поверхности пластин аккумулятора и, таким образом, характеризует его емкость.
Фактически, точность показаний зависит от достоверности методики, разработанной производителем.
### Таблица:
Время разряда, часы | Относительная емкость, %
--- | ---
0 | 100%
1 | 10%
2 | 23%
3 | 35%
4 | 61%
5 | 76%
6 | 83%
7 | 87%
8 | 91%
9 | 94%
10 | 96%
11 | 97%
12 | 98%
13 | 99%
14 | 100%
Производитель подчеркивает, что устройство не является прецизионным измерителем, но позволяет оценочно определять емкость свинцовой кислотной батареи, особенно если пользователь самостоятельно откалибровал прибор при помощи аккумулятора такого же типа, что и тестируемый, но с известной емкостью. Процедура калибровки подробно изложена в инструкции к прибору.
### Тестеры Kongter
Следующая разновидность устройств для тестирования АКБ – тестеры Kongter. Это более функциональные тестеры, которые являются средством измерения, т.к внесены в реестр средств измерения РФ. Модель Kongter BT-3915 применяется для измерения напряжения и внутреннего сопротивления батарей.

Управление осуществляется при помощи цветного сенсорного экрана, но основные управляющие кнопки вынесены на клавиатуру в нижней части корпуса. Прибором можно тестировать батареи емкостью от 5 до 6000 А·ч, с элементами аккумулятора 1.2 В, 2 В, 6 В и 12 В. Диапазон измерения напряжения – от 0.000 В до 16 В, сопротивления – от 0.00 до 100 мОм. Прибор позволяет задать тип проверяемых батарей, выполнить измерение напряжения и сопротивления , и на их основании судить о том, соответствует емкость батареи заявленной производителем или нет.

Интерфейс прибора позволяет проводить как одиночные измерения, так и последовательные (до 254 измерений в каждой последовательности, совокупное количество результатов более 3000), что удобно при проверке большого количества однотипных АКБ (в последнем случае результаты сохраняются автоматически, помимо данных в них фиксируется также порядковый номер измерения). Прибор может использовать для выдачи результата (статус "хорошо", "плохо", "критично") собственные критерии (задаются пользователем перед замером) либо опорные значения, заданные пользователем (шаблоны значений, характерные для большинства АКБ подобного типа). Результаты тестирования через порт USB могут быть перенесены на компьютер для просмотра и последующей подготовки отчетов.

Одним из новых тестеров в линейке Kongter является Kongter BT-301. Помимо внутреннего сопротивления и напряжения он умеет измерять и проводимость АКБ.

Тестер позволяет проводить точные измерения на аккумуляторах VRLA (свинцово-кислотные с клапаном сброса), аккумуляторах VLA (вентилируемые свинцово-кислотные) и никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторах, которые в основном составляют резервное питание критических энергетических систем. Этот тестер может применяться как производителями АКБ, так и эксплуатационщиками в телекоммуникационных сетях, центрах обработки данных, в энергоснабжении, при техническом обслуживании автопогрузчиков и т.д.

Измеренные данные можно экспортировать на ПК для более детального и удобного анализа. Программное обеспечение "Kongter Battery Data Management" помогает выполнить анализа данных, отследить состояние батареи и сформировать отчетов в Excel. Основной плюс — широкий охват оборудования. Это ПО можно использовать не только с тестерами BT-301 и BT-302, но и с блоками нагрузки K-900 и регистраторами данных АКБ.

Анализаторы Fluke

Приборы Fluke Battery Analyzer серии 500 (BT 510, BT 520, BT 521) позволяют измерять и сохранять в памяти напряжение, внутреннее сопротивление стационарной батареи, температуру минусовой клеммы, напряжение при разрядке. При наличии дополнительных аксессуаров можно измерять и сохранять в памяти и другие параметры. Есть возможность задать пороговые значения для различных параметров. Встроенный порт USB позволяет передавать собранные записи на компьютер для подготовки отчетов с помощью программного обеспечения Analyze Software.

Щупы прибора имеют специальную конструкцию: внутренний подпружиненный контакт предназначен для измерения тока, внешний – для измерения напряжения. Если на щуп надавить, внутренний наконечник смещается внутрь таким образом, что оба контакта каждого щупа касаются поверхности одновременно. В результате одни и те же щупы позволяют организовать как 2-проводное, так и 4-проводное подключение к полюсам батареи (последнее необходимо для измерения Кельвина).

Хотя прибор обладает хорошим функционалом, ключевым этапом в определении состояния АКБ остается сопоставление измеренных показателей с расчетными или заданными изготовителем для данного конкретного типа батарей. Устройства Fluke Battery Analyzer серии 500 могут применяться для для массовой инспекции состояния батарей. Последовательный режим и система профилей позволяют выполнять необходимые измерения одно за другим, результаты запоминаются прибором и хранятся в упорядоченной форме, последовательно пронумерованные и разбитые на группы. Но прибор не имеет функции прямого или косвенного измерения емкости АКБ в ампер-часах – хотя бы потому, что для батарей разного типа на сегодняшний день вряд ли возможно разработать единую точную методику такого определения.

Все перечисленные выше устройства, хоть и отличаются друг от друга по размеру, относятся к классу портативных. В отдельную группу можно выделить стационарные комплексы для проверки АКБ, которые могут проводить быстрые испытания с определением внутреннего сопротивления, контролировать все параметры, включая активную и реактивную составляющие сопротивления, управлять процессом разряда/заряда и т. п. Подобные комплексы адресованы скорее исследовательским лабораториям, промышленным производителям АКБ и разработчикам нового оборудования, чем конечным пользователям.

Контрольный разряд с помощью нагрузочных блоков постоянного тока.

На сегодняшний день контрольный разряд – это единственный прямой и максимально достоверный способ измерения фактической емкости АКБ.

Специализированные устройства контроля разряда батареи позволяют выполнить контрольный разряд батареи с постоянным контролем емкости. Так же отметим, что контрольный разряд — это единственный способ диагностики АКБ, который отражен в ГОСТах и для которого есть рекомендации в действующей нормативной документации.

Основная задача нагрузочных блоков — выполнение контрольного рязряда аккумуляторов и батарей. Нагрузочный блок является, по сути, электронной нагрузкой. Для проведения тестирования блок подключают к проверяемому источнику электропитания и запускают один или несколько тестов. При этом, электронная нагрузка ведёт себя как реальная: например, меняет своё сопротивление по заданному алгоритму, имитирует большие стартовые токи запуска, короткое замыкание и прочие заданные пользователем условия. Во время проведения теста, электронная нагрузка непрерывно измеряет напряжение, ток и высчитывает емкость.

Рассмотрим функционал блоков нагрузки на примере Kongter K-900.

Эта серия блоков нагрузки предназначена для работы в широком диапазоне номинальных напряжений от 12 В до 480 В с током рязряда до 750 А. Если необходимо получить более высокий ток разряда, можно объединить параллельно до 5-ти блоков (5*750=3750А).

K-900 отслеживает все основные параметры аккумуляторной батареи и сохраняет данные по разрядам на устройство USB. После проведения контрольного разряда данные можно перекачать на ПК и проанализировать как вела себя аккумуляторная батарея в тот или иной отрезок времени. Работать с прибором можно не только с экрана устройства, но с ПК через ПО "Kongter Battery Data Management", подключаясь к прибору по Wi-Fi или по проводу через порт RS-485.

Блок нагрузки может быть дополнительно укомплектован регистраторами CDL, которые способны измерять напряжения каждого отдельного аккумулятора в цепи. Это существенно облегчает работу специалисту, производящему контрольный разряд батареи, так как ему не нужно производить замеры элементов АКБ по отдельности, а достаточно подключить регистраторы CDL для поэлементного контроля параметров. Далее, указав критерии остановки разряда (напряжение АКБ, напрежине всей цепи, емкость, время), можно запускать разряд. По окончанию разряда будет сформирован файл, который можно открыть на экране блока нагрузки или на ПК. Открыв файл на ПК в ПО "Kongter Battery Data Management" можно анализировать результаты разряда и формировать отчеты.

Основным минусом данного метода является время диагностики. В нормативных документах, а так же в паспортах АКБ приводятся значения емкости для разного времени разряда (например, 1ч, 3ч, 10ч, 20 ч и т.п). По этой причине контрольный разряд может потребовать часы.

Иногда прибегают к "комбинированному методу" диагностики: вполняют быстрый скрининг большого кол-ва АКБ с помощью тестеров, а если находят "подозрительные" АКБ, их детально диагностируют с помощью нагрузочных блоков.

Измерение плотности электролита

В обслуживаемых аккумуляторах для определения их состояния можно измерять плотность электролита, поскольку между этим параметром и емкостью АКБ существует непосредственная зависимость. Плотность электролита может меняться в силу разных причин, которые вдобавок взаимосвязаны (частый глубокий разряд батареи, сульфатация, неоптимальная плотность электролита, испарение и утечка раствора и т. д.). Аккумулятор начинает быстрее разряжаться, отдает меньше заряд. При этом необходимо понимать, что плотность электролита даже в исправном аккумуляторе, находящемся в идеальном состоянии – не константа, она меняется с температурой и степенью зарядки аккумулятора. Более того, для разных регионов рекомендованная плотность электролита отличается в зависимости от типовых климатических условий.

Результаты измерения плотности ареометром можно сопоставить со следующей диаграммой для кислотных аккумуляторов.

В зависимости от того, больше или меньше плотность электролита, чем требуемая (а для батареи вредно отклонение и в ту, и в другую сторону), можно частично или полностью заменить электролит, залить дистиллированную воду или раствор необходимой концентрации, обязательно обеспечив перемешивание. Как и при использовании всех ранее описанных способов проверки состояния АКБ ключевым является сопоставление измеренных значений с рекомендациями производителя батареи и следование всем предусмотренным процедурам обслуживания.

Выводы

Каждый способ определения текущего состояния аккумуляторной батареи имеет свои преимущества и недостатки. Каким из них пользоваться – зависит от ваших задач и возможностей. Сориентироваться вам поможет эта сводная таблица.

Способ определения состояния АКБ Преимущества Недостатки

Подключение нагрузки Достаточно реалистичные результаты без использования специализированного оборудования Времязатратность при многократных измерениях Измеренные параметры документируются вручную

Нагрузочная вилка, специализированные анализаторы и тестеры Быстрое проведение измерений, особенно многократныхНекоторые модели способны проводить измерения без выведения АКБ из режима эксплуатацииСпециализированные модели позволяют сохранять результаты и переносить их на компьютер для подготовки отчетов Часть параметров АКБ определяется по косвенным методикам Оценочная точность измерений

Контрольный разряд Единственный достоверный способ оценки емкости АКБ Длительность диагностики

Измерение плотности электролита ρ Непосредственное определение состояния батареи по концентрации электролита Способ применяется только для обслуживаемых батарей

Ищите методику диагностики АКБ? Заполните форму и мы ее пришлем.

"О видах и характеристиках товаров, информация о классе энергетической эффективности которых должна содержаться в технической документации, прилагаемой к этим товарам, в их маркировке, на их этикетках, и принципам правил определения производителями, импортерами класса энергетической эффективности товара" (ред. 26.04.2022) Дата начала действия редакции: 06.05.2022

Ответ на вопрос: Мы как Заказчики, по 44-ФЗ, планируем закупку МФУ, нужно ли в документации устанавливать требования к энергоэффективности?

Ответ на вопрос: В силу ч. 1, 2 ст. 26 Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» государственные или муниципальные заказчики, уполномоченные органы, уполномоченные учреждения обязаны осуществлять закупки товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд в соответствии с требованиями энергетической эффективности этих товаров, работ

"О внесении изменения в требования энергетической эффективности в отношении товаров, указанных в приложении к Правилам установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг при осуществлении закупок для обеспечения государственных и муниципальных нужд, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 31 декабря 2009 г. № 1221, утвержденные приказом Минэкономразвития России от 22 марта 2021 г. № 131" Дата опубликования на официальном сайте: 02.06.2023

Администрации муниципальных районов и городских округов зачастую выступают заказчиками при проведении закупок жилых помещений, в т. ч. для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей. В последнее время немало проблем при осуществлении таких закупок порождает обязанность заказчиков устанавливать требования к классу энергетической эффективности многоквартирного дома, в котором расположено приобретаемое жилое помещение. В статье «О требованиях к классу энергетической эффективности много

Ответ на вопрос: Планируется закупка электрических ламп, светильников. ОКПД2 27.40.15.150; 27.40.39.113. Каким образом прописывать в описании объекта закупки требования к энергоэфективности в отношении класса А? Можно ли указать: класс энергоэфективности — не ниже А

Ответ на вопрос: Как соблюсти требования энергоэффективности при закупке аккумуляторов?

Ответ на вопрос: Планируется закупка автоматизированных рабочих мест по ОКПД2: 26.20.15.000 (Системный блок, монитор, мышь, клавиатура. Без операционной системы). Должны ли мы в аукционной документации указать требования к классу энергоэффективности (в частности — не ниже "А")?

Ответ на вопрос: 1) В ответе на вопрос "Требования энергоэффективности при закупке компьютерной техники" вы пишите: "Обращаем Ваше внимание, что требовать для монитора класс энергоэффективности конкретно, А, неправомерно. Нужно требовать класс не ниже А (т.е., А, А+, А++)". Также приводите решение УФАС о недопустимости указания одного класса. Вопрос1: при описании объекта закупки с использованием КТРУ характеристика "Класс энергетической эффективности" не имеет множественный выбор (можно выбрат

"О требованиях энергетической эффективности в отношении товаров, указанных в приложении к Правилам установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг при осуществлении закупок для обеспечения государственных и муниципальных нужд, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 31 декабря 2009 г. № 1221" (ред. 17.02.2023) Дата начала действия редакции: 13.06.2023

Европарламент утвердил новые нормы энергоэффективности, длительности жизненного цикла и правил ремонта бытовой электроники. Как это скажется на потребительских свойствах смартфонов и планшетов и повлияет на рынки других стран, включая Россию.

Новые законы и правила сформированы в рамках так называемой "зеленой повестки" и направлены на увеличение жизненного цикла устройств, экологичности и ремонтопригодности смартфонов и планшетов.

Несмотря на то, что действие принятых правил распространяются только на страны Евросоюза, они могут оказать влияние на всю мировую индустрию потребительской электроники. Сейчас в Европе более 450 миллионов смартфонов и 150 миллионов планшетов, среди которых много дорогих премиальных моделей. Такой объем устройств и денег делает рынок ЕС одним из самых влиятельных в мире.

Новые правила Евросоюза регулируют продажи в странах ЕС устройств, оснащенных аккумуляторами. Через три с половиной года после вступления закона такие устройства должны быть спроектированы таким образом, чтобы потребители могли самостоятельно извлечь и заменить в них аккумулятор.

Депутат от Италии Акилле Вариати, представивший законопроект, так прокомментировал инициативу: "Впервые у нас появляется законодательство относительно экономики замкнутого цикла. Такой подход полезен и для окружающей среды, и для экономики. Наша общая цель — создать сильную промышленность по переработке отходов в ЕС, особенно для лития, и конкурентоспособный промышленный сектор в целом, что имеет решающее значение в ближайшие десятилетия для энергетического перехода нашего континента и его стратегической автономии".

Пока еврочиновники не детализировали список устройств, которые подпадают под действие закона. Источники немецкого издания ComputerBase утверждают, что смартфоны, планшеты и некоторые другие устройства будут освобождены от регулирования. Также исключения будут сделаны для влагозащищенных устройств и техники у которой батарея соответствует минимальному сроку службы и после 1000 циклов зарядки имеет не менее 80% своей номинальной емкости.

Ведущий аналитик Mobile Research Group Эльдар Муртазин также уверен, что влагозащищенные смартфоны и часть устройств, где конструкция не позволяет пользователю самостоятельно менять аккумуляторы (часы и беспроводные наушники) будет выведена за рамки этого закона.

"Айфонов и премиальных Android-смартфонов с влагозащитой закон почти наверняка не коснется, но новые нормативы станут определенным вызовом для всей мобильной индустрии. Возможно и Apple, и Android-вендоры сделают свои планшеты влагостойкими, чтобы вывести их из-под действия закона. Это недешево, но все же не так дорого, как разрабатывать с нуля новые устройства. А вот производителям бюджетных смартфонов и смартфонов среднего класса вероятно придется частично пересматривать свой текущий модельный ряд. Так, например, невозможно использовать стекло в качестве задней крышки в аппарате со сменным аккумулятором. Есть также вопрос со складными смартфонами. Думаю, закон будет дорабатываться и уточняться, а вендоры оснащать свои устройства более дорогими аккумуляторами с большим циклом зарядок", — говорит Муртазин.

По мнению главного редактора портала Ferra.ru Евгения Харитонова, требования к сроку службы аккумуляторов отсеют только самых "мусорных" производителей, потому что норматив в 80% остаточной емкости после 1000 циклов слишком мягкий, и если информация немецкого издания подтвердится, и его не ужесточат, то в этот норматив уже сейчас смогут уложиться почти все смартфоны крупных производителей, причем без всякого изменения характеристик: "В самых дешевых смартфонах аккумуляторы типа Li-Ion (литий-ионные) сменят на чуть более дорогие Li-Pol (литий-полимерные), чтобы уложиться в нормативы износа. Это приведет к подорожанию смартфонов, которые сейчас находятся в бюджете 20 тысяч рублей".

Харитонов считает, что новые модели смартфонов могут получить съемные крышки, которые можно будет поддеть ногтем или плоским предметом, чтобы извлечь аккумулятор: "Из-за менее плотной компоновки производителям придется либо выпускать более толстые смартфоны с прежними 5000 мАч аккумуляторами, либо уменьшить их емкость, чтобы сохранить смартфоны тонкими. Бюджетные смартфоны вырастут в цене, зато получат более долговечные, но почти всегда чуть менее емкие (4200-4500 вместо 5000 мАч) аккумуляторы".

Эксперт считает, что смартфоны среднего уровня (от 20 тысяч рублей) обзаведутся влагозащитой и таким образом производители обойдут требование делать аккумуляторы съемными.

Сегодня во всех выпускающихся моделях iPhone есть влагозащита, а компания Samsung использует ее даже в своих недорогих смартфонах, таких как Galaxy A33. Больше всего проблем новый законопроект доставит китайским вендорам.

Второй пакет, утвержденных Европарламентом правил, касается регламента экодизайна, который устанавливает минимальные требования к мобильным телефонам, смартфонам и планшетам продающимся на рынке ЕС. Новые правила требуют повышения энергоэффективности, долговечности и простоты ремонта устройств, продающихся в странах Евросоюза.

Франс Тиммерманс, исполнительный вице-президент по Европейскому зеленому соглашению заявил, что телефон должен работать дольше, чем два или три года, и новые правила позволят быстро легко его отремонтировать в случае повреждения. По его мнению, смартфоны слишком часто теряют свою функциональность из-за старения аккумулятора или из-за того, что отсутствуют обновления программного обеспечения, что искусственно делает смартфоны устаревшими. Новые правил по словам Тиммерманса продлят срок службы телефона и будут мотивировать людей к осознанному и экологичному поведению.

"Что касается новых нормативов жизненного цикла смартфонов и планшетов — это действительно тренд. Современный смартфон, причем не только флагман, может спокойно работать 5 лет. Думаю, в рамках новых правил, вендоры возьмут на себя обязательства по расширенной техподдержке устройств, но конструктивные изменения в смартфонах и планшетах с учетом требований европейских регуляторов будут происходить очень и очень постепенно", — отметил Эльдар Муртазин.

Способность компактно хранить большие количества энергии сильно изменила нашу повседневную жизнь. Мобильные телефоны и ноутбуки, беспилотные аппараты и электромобили — все это стало возможным благодаря появлению литий-ионных аккумуляторов. Но запасы лития в земной коре не бесконечны, что приводит к постепенному удорожанию сырья, а кроме того, аккумуляторы литий-ионного типа имеют ряд серьезных недостатков — например, они плохо работают на холоде и склонны к возгоранию. Поэтому ученые ищут более дешевые, надежные и мощные источники энергии.

Одна из возможных альтернатив — мультивалентные металл-ионные аккумуляторы, например, магний-, цинк- или алюминий-ионные. Такие накопители привлекают внимание исследователей благодаря низкой удельной стоимости хранения энергии, что делает их перспективными для электротранспорта и систем возобновляемой энергетики. Однако сегодня развитие мультивалентных металл-ионных аккумуляторов сдерживается из-за отсутствия ключевых элементов таких накопителей — ионных проводников, которые играют роль как электродов, так и твердых электролитов (веществ, в которых электропроводность обусловлена высокой подвижностью ионов).

Ученые из Самарского государственного технического университета (Самара) совместно с коллегами проанализировали свыше 1,5 тысячи химических соединений. Они пропустили материалы через систему теоретических фильтров, работающую по принципу «от простого к сложному». Для каждого соединения химики рассчитали характеристики свободного кристаллического пространства, энергию активации диффузии ионов, коэффициент диффузии и проводимость. В итоге они отобрали 16 соединений, которые могут быть эффективными ионными проводниками.

Среди отобранных соединений ученые выявили новый класс кристаллических материалов, которые обладают особенно высокой катионной проводимостью. Эти вещества относятся к структурному классу La3CuSiS7, и их ионная проводимость в 10-100 раз выше аналогов.

«Результаты нашей работы помогут ускорить разработку аккумуляторов нового поколения. С помощью теоретических методов мы смогли найти новые перспективные материалы. Наша следующая цель — синтезировать и экспериментально подтвердить характеристики найденных веществ, после чего можно будет собрать прототип аккумулятора», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Артем Кабанов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) СамГТУ.

В работе также приняли участие исследователи из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (Москва), Самарского государственного медицинского университета (Самара) и Фрайбергской горной академии (Германия).

Российские ученые нашли новый класс материалов для создания безопасных аккумуляторов

Читать iz.ru в

Среди отобранных веществ ученые выявили новый класс кристаллических материалов, которые обладают особенно высокой катионной проводимостью (способностью проводить электрический ток).

В работе также были задействованы специалисты из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (Москва), Самарского государственного медицинского университета и Фрайбергской горной академии (Германия).

Вопрос по веществу: новые материалы ускорят создание безопасных батарей

Подпишитесь и получайте новости первыми

Наименование параметра Значение ETIM ID

Оттенок цвета производителя

Код класса ETIM

Класс энергоэффективности входящей в комплект сменной лампы

Наивысший класс энергоэффективности сменной лампы

Наименьший класс энергоэффективности сменной лампы

Адаптер для бортовой сети автомобиля (прикуривателя)

Встроенное зарядное устройство (прямая подзарядка)

Динамический (ручная подзарядка)

Зарядка от солнечной батареи

Количество элементов питания (батареек)

Модель/исполнение Фонарь налобный (головной)

С ламп. в комплекте

Степень защиты (IP)

Тип батареи (элемента питания)

Тип источника света.

Тип лампы Светодиод. (LED) несменная

Тип монтажа (способ установки).

С 1996 года на этикетке расхода энергии (или этикетке ЕС) предоставляется информация о низком потреблении энергии и воды основными бытовыми приборами. Такой маркировки требует закон, а информация должна быть указана как на устройстве, так и в магазинах, и на интернет-сайтах.

Этикетка энергии предназначена для потребителя, в которой четко указаны данные энергоэффективности и можно было бы легче сравнивать продукты друг с другом.

С течением времени, потребление энергии бытовыми устройствами росла. По этой причине этикетка ЕС теперь обновляется.

Европейский Союз обновил текущую маркировку энергии. Новая система применяется к следующим группам продуктов:

— Стиральные машины

— Стиральные машины-сушилки

— Холодильники / морозильники

— Посудомоечные машины

— Устройства для хранения вина

Эти группы продуктов должны быть помечены измененными этикетками с 1 марта 2021 г.

Изменения в классе энергоэффективности

На самом деле, это довольно просто: обычные классы „Plius“, такие как A +++, A ++ и A +, заменяются одной шкалой употребления энергии от A до G. Остается неизменна шкала из семи цветов. При изменении методов измерения, старые этикетки нельзя заменить на новые. Можно заменить только на уточненную информацию.

Пока что, изменения не коснутся сушилок, духовок и вытяжек. Ожидается, что они будут пересмотрены с 2022 года, поэтому может быть, что рядом с сушилкой „A +++“ Вы можете найти стиральную машину класса C.

Европейская ассоциация производителей (APPLIA) объясняет основу рассмотрения, термины, обязанности производителей, новые требования к экологическому проектированию для эффективного использования ресурсов и новую этикетку энергии.

Новая этикетка расхода энергии стиральных машин

На измененной этикетке расхода энергии будут следующие новинки:

Все этикетки расхода энергии будут иметь QR-код, который будет направлять в базу данных продуктов ЕС EPREL. Здесь Вы найдете больше информации об энергетическом знаке устройства и информационный лист продукта.

В секторе стиральных машин больше не будет применяться предыдущие классы „Plus“ (A +++, A ++ и A +). Возможные классы эффективности энергии будут от A до G.

Расходы воды и электроэнергии будут рассчитаны не за год, а за один цикл и 100 циклов.

Чтобы уровень шума дБ (A) был более понятен, будет введен новые классы шума A-D для процесса отжима.

* Значения относятся к загрузке на четверть, половину и при полной загрузке.

Новая этикетка расхода энергии стиральных машин-сушилок

Как и во всех новых этикетах расхода энергии, у стиральных машин-сушилок будет QR-код, который приведет в базу данных продуктов ЕС EPREL. Здесь Вы найдете больше информации об энергетическом знаке устройства и информационный лист продукта.

Классы эффективности стиральных машин-сушилок также будут от A до G.

Будет пересмотрен весь перечень энергоэффективности в группе таких продуктов. Область стирки и сушки, а также область стирки отображаются по шкале, и их значения изложены более четко.

Чтобы уровень шума дБ (A) был более понятен, будут введены новые классы шума A-D для процесса отжима.

* Значения относятся к загрузке на четверть, половину и при полной загрузке. Стирка и сушка при загрузке на половину и при полной загрузке.

** Стирка и сушка