Новости НТР

Самый быстрый способ передачи энергии в мире способен нагреть воду до 600 С за триллионную долю секунды

Этот метод может работать лишь с небольшими объёмами воды, однако это — быстрейший способ передачи энергии, существующий на Земле на сегодняшний день. Учёные нашли способ нагреть одну миллиардную литра воды до 600 градусов Цельсия за одну триллионную долю секунды.

Суть метода заключается в мгновенном воздействии на воду короткой, интенсивной вспышкой терагерцового излучения – электромагнитных волн, попадающих в интервал между микроволнами и инфракрасным светом. На мгновение, которое длится меньше миллисекунды, вода остаётся в своей исходной плотности, а затем её молекулы разлетаются в стороны. За это время учёные должны суметь зафиксировать любые химические реакции, которые будут инициированы этим экстремальным нагревом.

Команда немецких исследователей, разработавшая этот метод, пока ещё не провела его полноценных испытаний. Они лишь опубликовали статью с его описанием в журнале «Angewandte Chemie International Edition». Этот метод должен позволить физикам проводить эксперименты с термальными реакциями – например, исследовать то, как тепло заставляет молекулы рекомбинировать, образуя новые вещества.

Чтобы зафиксировать настолько малые и быстрые реакции, учёным понадобятся ультракороткие рентгеновские лучи. И в Гамбурге, Германия скоро появится установка, которая позволит проделать именно это. «Европейская рентгеновская лазерная установка на свободных электронах», которая в настоящий момент находится в стадии строительства, сможет генерировать достаточно короткие рентгеновские вспышки, которые сумеют зафиксировать различные стадии химических реакций. Как ожидается, установка будет готова к работе к 2015 году.

 

 

 

Ключевая проблема литий-ионных батарей наконец-то нашла своё решение

Удивительные свойства лития делают его абсолютным чемпионом по поглощению/отдаче электронов и идеальным материалом для анодов аккумуляторов.

 Но этому препятствует так называемая проблема «дендритов». В течение нескольких циклов зарядки/разрядки аккумулятора, особенно когда батарея интенсивно используется, на электродах наблюдается рост микроскопических волокон лития — «дендритов». Эти ростки с поверхности литиевого электрода распространяются через электролит, и, достигнув другого электрода, вызывают короткое замыкание, порой приводящее к возгоранию и даже взрыву аккумулятора. Попытки решить проблему путём сокращения роста дендритов пока не увенчались успехом.

 Исследователи из Лаборатории Беркли, с помощью метода неразрушающего контроля – микротомографии с разрешением в 1 микрон — выяснили особенности процесса зарождения дендритов, приводящих к деградации поверхностей анодов и выходу батарей из строя.

 Проведя серию исследований зарождения дендритов на литиевых анодах с использованием достаточно жёстких рентгеновских лучей с высокой энергией, учёные пришли к выводу, что основным фактором зарождения дендритов являются азотистые соединения, находящиеся в электролите. Их устранение может существенно продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов.

 В результате, решение сложной и весьма актуальной проблемы оказалось достаточно простым — процесс ингибирования (замедления) роста дендритов может быть активирован простым использованием более чистых веществ при производстве аккумуляторов. Учитывая то, какое место в современной технокультуре занимают литий-ионные батареи, значение этого открытия сложно переоценить.