Вечные батарейки: новые изобретения ученых из Поднебесной очистят планету

2024 год в Китае пройдет под знаком «зеленых» технологий. Глава страны Си Цзиньпин пообещал, что после 2030-го выбросы вредных парниковых газов в стране начнут сокращаться, а уже к 2060-му КНР станет самой экологичной державой. То есть экономика станет настолько «зеленой», что перестанет влиять на глобальный климат.

Причем китайские власти уже заявили, что готовы поделиться своими экологическими технологиями. Премьер-министр Ли Цян на встрече со спецпосланником США по климату Джоном Керри предложил совместно бороться с изменениями климата.

Два года назад обе стороны уже выработали общую экологическую повестку: будет сокращаться использование угля для производства электроэнергии, положат конец вырубке лесов и ограничат выбросы метана (главный производитель этого газа — не автомобили и промышленность, а сельскохозяйственные животные).

Все это станет возможным за счет новых технологий, которые в начале 2024 года презентовали китайские ученые.

Читайте также

Китайские инженеры решили секретную задачку, над которой ученые Запада ломали головы 60 лет «Охотник за подлодками» из Поднебесной покорил магнитные поля

В Нанкине создали самое «зеленое» биотопливо

Китайские инженеры разработали новую технологию, позволяющую производить биодизельное топливо с более высоким содержанием биомассы, пишет издание Macau Business. В среднем в мире сейчас в биотопливе не более 10% биомассы, а китайцы сумели довести этот показатель до 40%. А чем выше содержание биомассы в биодизельном топливе, тем полезнее оно для энергосбережения и сокращения выбросов углекислого газа.

Шэнь Цзянь, профессор школы химии и материаловедения Нанкинского педагогического университета, и его команда придумали топливо на основе биологических жиров (триглицеридов) и отходов нефтепереработки.

Такой биодизель можно заливать в автомобиль вместо обычной солярки. Причем топливо не просто «зеленое», оно еще и полезнее для автомобиля: у него отличные смазывающие свойства и высокая коррозионная стойкость. Так что автомобильный двигатель, который работает на таком биотопливе, прослужит дольше.

Ученые не просто придумали лабораторный образец. Уже готово промышленное производство нового биодизеля, где каждый год будут производить 2 млн тонн. Все национальные сертификаты на новое топливо китайские власти уже выдали.

В Тяньцзине космическую протонную батарею адаптировали для квартир

Команда ученых во главе с Цзяо Куем, профессором Школы машиностроения Тяньцзиньского университета, придумали мембранный топливный элемент, производительность которого на 80% превышает производительность традиционных аналогов.

Команда создала сверхтонкий топливный элемент со сверхвысокой удельной мощностью, пишет агентство Xinhua. Для этого инженеры из Тяньцзиня использовали ультратонкую пленку из углеродных нановолокон, полученную методом электроформования.

За счет нанотехнологий удалось на 90% сократить толщину мембранно-электродного узла и на 80% уменьшить потери. В итоге у такого топливного элемента объемная плотность мощности выросла почти вдвое.

Водородные топливные элементы считаются одной из наиболее перспективных технологий. Однако увеличение их объемной удельной мощности всегда было серьезной проблемой.

Китайский прорыв позволит создать водородные топливные элементы, которые будут по всем параметрам превосходить те, к которым мы привыкли сегодня. Но самое главное — они будут абсолютно экологичны.

Поначалу водородные топливные элементы (изобретенные, к слову, еще в 1960-х) применяли только на космических кораблях — такими дорогими были технологии. Потом их стали внедрять в электромобилях, а в перспективе «водородные батарейки» попросту вытеснят все остальные даже в быту.

В Циндао придумали вечный водный аккумулятор

Китайские инженеры бьются не только над водородными технологиями, они совершенствуют уже известные нам ионные аккумуляторы, пишет Mirage News. Во всем мире пытаются создать гибкие и безопасные аккумуляторы, основой для которых будет гидрогель (то есть гель на основе воды).

Читайте также

Достижения 2023: Южно-Китайские море защитят СВЧ-дроны Беспилотники Поднебесной получили уникальное микроволновое оружие

Правда, присутствие большого количества свободного растворителя — воды — это не только плюс, но и минус. Он ограничивает химический состав аккумуляторов паразитным выделением водорода, в результате чего электроды попросту растворяются со временем.

Но недавно исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессорных технологий (QIBEBT) Академии наук Китая разработали уникальный гидрогель, на основе которого можно сделать фактически вечную батарейку. Заправлять таким гидрогелем будут натрий-ионные аккумуляторы.

Причем за образец ученые решили взять биологическую среду нашего организма. Каждая его клеточка тоже служит своего рода аккумулятором, накапливающим микроскопический заряд. А внутри нее в полимерном состоянии «связаны» в виде гидрогеля полезные вещества. Ученые из Циндао сумели смоделировать такие процессы, а на полимерную матрицу «пересадили» катионы (положительно заряженные ионы) металлов.

Благодаря такой технологии можно создавать стабильные гидрогелевые электролиты с чрезвычайно высоким содержанием солей. Причем концентрация будет намного превышать пределы, которых могут достигать традиционные гидрогели и даже насыщенные водные растворы. Просто все молекулы воды будут заключены в оболочку из катионов — так что электроды окажутся защищены от растворения. И такие натрий-ионные аккумуляторы будут сохранять почти 90% емкости даже после 400 циклов перезарядки.