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Frostbeständiger Elektrolyt für Lithium-Ionen-Batterien

13.04.2024

Fortschritte in der Energiespeichertechnologie spielen eine Schlüsselrolle bei der Schaffung sichererer, effizienterer und langlebigerer Stromversorgungen. Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Forschung im Bereich der Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien. Jüngste Entdeckungen japanischer Wissenschaftler der Tokyo University of Science auf dem Gebiet des frostbeständigen Elektrolyten eröffnen neue Perspektiven für die Entwicklung dieser Technologie.

Japanische Forscher der Tokyo University of Science gaben die Entdeckung eines stabilen und hochleitfähigen Lithium-Ionen-Leiters bekannt, der ein wichtiger Bestandteil von Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien werden könnte.

Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien mit Festelektrolyt werden aufgrund ihrer Sicherheit und Zuverlässigkeit immer vielversprechender im Bereich der Energieeinsparung. Ihre weitverbreitete Anwendung wurde jedoch bis vor Kurzem durch eine geringe Leitfähigkeit und Probleme beim Kontakt der Elektrode mit dem Festelektrolyten erschwert.

Japanische Forscher haben einen stabilen und hochleitfähigen Lithium-Ionen-Leiter auf Basis von Pyrochloroxyfluorid entwickelt. Dieses Material ist nicht nur an der Luft stabil, sondern weist im Vergleich zu bisher bekannten Materialien auch eine höhere Ionenleitfähigkeit auf. Eines der entwickelten Materialien, Li 1,25 La 0,58 Nb 2 O 6 F, zeigt beeindruckende Ergebnisse und kann in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden.

Der neue kältebeständige Elektrolyt ist vielversprechend für eine Vielzahl von Branchen, darunter die Luftfahrt und Elektrofahrzeuge, in denen Sicherheit und hohe Leistung von größter Bedeutung sind. Das neue Material könnte auch zur Miniaturisierung von Batterien und zur Schaffung kompakterer und effizienterer Geräte für Haushaltsgeräte und medizinische Geräte führen.

Die Entdeckung eines stabilen und hochleitfähigen Lithium-Ionen-Leiters eröffnet eine neue Ära in der Entwicklung von Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien. Dieser Durchbruch in der Energiespeichertechnologie verspricht, die Energiesparbranche zu revolutionieren und eine Schlüsselkomponente der nächsten Generation von Lithium-Ionen-Batterien zu werden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Vierte Ampel 23.05.2024

In den letzten Jahrzehnten haben wissenschaftliche Forschung und technologische Innovation zu erheblichen Veränderungen im Verkehrssektor geführt. Doch lohnt es sich angesichts der Entwicklung selbstfahrender Autos, neue Schritte zur Modernisierung der Straßeninfrastruktur zu unternehmen? Wissenschaftler schlagen vor, die Ampelnormen zu überarbeiten und ein viertes Signal einzuführen, das für Autos mit Autopilot angepasst wird. Untersuchungen zufolge könnten autonome Autos das Paradigma der Ampeln auf der Grundlage von Prinzipien, die vor mehr als hundert Jahren festgelegt wurden, erheblich verändern. Henry Liu, Professor für Bauingenieurwesen an der University of Michigan, und sein Team führten ein Pilotprogramm in Birmingham, einem Vorort von Detroit, durch. Mithilfe von Daten aus Fahrzeugen von General Motors passten sie den Zeitpunkt der Ampeln an, was zu einem verbesserten Verkehrsfluss führte. Traditionell funktionieren die meisten Ampeln nach einem festen Zeitplan und berücksichtigen nicht die aktuelle Situation auf der Straße. Teuer und schwierig ... >>

Verfahren zur vollständigen Beseitigung von Müll aus Flüssen 23.05.2024

Seit der Entdeckung des Problems der Plastikverschmutzung in Gewässern konzentriert sich die Forschung vor allem auf Oberflächensedimente und ignoriert mehr versteckte und weniger sichtbare Partikel, die eine ernsthafte Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen können. Wissenschaftler haben jedoch die Entwicklung einer neuen Methode angekündigt, mit der sich selbst kleinste Plastikverschmutzungen in Flüssen erkennen lassen. Ein Forscherteam der Universität Cardiff, des Karlsruher Instituts für Technologie und Deltares hat gemeinsam einen innovativen Ansatz zur Quantifizierung solcher unsichtbaren Schadstoffe entwickelt. Der Hauptautor der Studie, James Lofty von der Universität Cardiff, sagte, die Technik könne unser Verständnis darüber, wie sich Plastik durch Flussumgebungen bewegt, revolutionieren. Anhand von mehr als 3000 typischen Kunststoffobjekten, die unter kontrollierten Bedingungen platziert wurden, konnten die Wissenschaftler ihre Bewegungen mit hoher Präzision verfolgen. Studie zeigt, dass sich Plastikpartikel anders verhalten ... >>

Evolutionäre Aspekte wärmeliebenden Verhaltens bei Frauen 22.05.2024

Die schwierige Frage, welche Temperatur Menschen bevorzugen, ist in familiären Beziehungen besonders akut. Zwischen Männern und Frauen kommt es häufig zu Streitigkeiten darüber, wo es warm oder kühl sein soll. Den Forschern zufolge liegen die Wurzeln dieses Problems jedoch tiefer, nämlich in evolutionären Mechanismen. Wissenschaftler aus Israel führten eine Studie durch, in der sie 13 Vögel und 18 Fledermäuse untersuchten, um mögliche Unterschiede in den Temperaturpräferenzen zwischen Männchen und Weibchen zu ermitteln. Ihre Beobachtungen zeigten, dass Männchen kühlere Temperaturen bevorzugen, während Weibchen wärmere Bedingungen bevorzugen. Diese phänomenale Entdeckung eröffnete eine neue Perspektive auf die Frage der Temperaturpräferenzen in der Tierwelt. Ähnliche Unterschiede in der Temperaturwahrnehmung wurden auch beim Menschen beobachtet. Es wird angenommen, dass Frauen die Kälte stärker spüren, was möglicherweise auf ihren Stoffwechsel und ihre Wärmeproduktion zurückzuführen ist. Diese Beobachtungen stützen die Hypothese, dass Temperaturpräferenzen teilweise vorhanden sein könnten ... >>

Stabilität des sekundären Kohlenstoffradikals 22.05.2024

In der Welt der Chemie wurde ein neuer Schritt getan: Wissenschaftler aus den USA haben die Synthese des ersten stabilen sekundären Radikals mit Kohlenstoffzentrierung angekündigt. Dieses Radikal wurde durch benachbarte Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindungen und die sterische Belastung des Molekülgerüsts stabilisiert. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts synthetisierte der amerikanische Chemiker Moses Gomberg das weltweit erste stabile Kohlenstoffradikal – das tertiäre Triphenylmethylradikal. Allerdings ist es den Wissenschaftlern seitdem nicht mehr gelungen, stabile sekundäre oder primäre Kohlenstoffradikale zu gewinnen, sondern sie lediglich spektroskopisch zu beobachten. Kürzlich wurde unter der Leitung von Guy Bertrand von der University of California in San Diego das weltweit erste stabile Sekundärradikal gewonnen. Dazu verwendeten sie das stabile Bis(imino)carbokationtriflat und reduzierten es mit Magnesiummetall. Die Lösung verfärbte sich hellviolett und vier Stunden später wurde aus der Reaktionsmischung eine stabile violette kristalline Substanz isoliert. Die resultierende Substanz war ... >>

Der Einfluss von Düften auf die menschliche Attraktivität 21.05.2024

Eine von einem internationalen Wissenschaftlerteam durchgeführte Studie zeigt den Einfluss von Düften auf zwischenmenschliche Interaktionen. Es stellt sich heraus, dass die richtigen Düfte nicht nur dazu beitragen können, die Aufmerksamkeit des Anziehungsobjekts zu erregen, sondern auch von denen ablenken können, die Müdigkeit verursachen. Mit Aromen sind vielfältige Assoziationen verbunden, die sie nicht nur zu einer körperlichen Wirkung, sondern auch zu einem Mittel zur Beeinflussung des emotionalen Zustands eines Menschen machen. Darüber hinaus spielen Düfte eine wichtige Rolle in unserem sozialen Leben und beeinflussen unsere Wahrnehmung und Stimmung. Informationen über Gerüche werden über ein Hirnnervenpaar an das Gehirn übermittelt, das den Geruchssinn mit emotionalen Reaktionen verknüpft. Sowohl unser psychologischer Zustand als auch unsere soziale Wahrnehmung können vom Aroma abhängen. Beispielsweise kann der Duft von Orangen die Stimmung verbessern und mit einem Urlaub in Verbindung gebracht werden, während der Duft von Kiefern Stress abbauen kann. Solche Effekte eröffnen neue Perspektiven für das Verständnis des Einflusses von Aromen auf den Menschen. ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Mückenbekämpfung im Massachusetts-Stil 20.06.2008

US-Ingenieure haben sich ein Gerät ausgedacht, das alle Mücken auf einer Fläche von 40 Hektar schnell vernichtet.

Das Problem des Sommerkampfes mit der blutsaugenden Mücke stellt sich nicht nur den Bewohnern der nördlichen und gemäßigten Breiten Eurasiens, sondern auch auf der anderen Seite der Erde, in Nordamerika. Beispielsweise haben amerikanische Ingenieure der Katz Inc. Der Bundesstaat Massachusetts beschloss, das scheinbar unlösbare Problem der vollständigen Vernichtung von Mücken auf einem einzigen Stück Land anzugehen. Dazu haben sie eine Staubsaugerfalle geschaffen.

„Wir haben den Staubsauger als Zuhause getarnt. Dazu kommt er mit einem Aroma, das Milchsäure und Octanol enthält – die attraktivsten menschlichen Geruchskomponenten für Mücken. Außerdem enthält das Gerät einen Brenner und einen Propangastank. Das Gas brennt.“ und gibt neben Kohlendioxid auch Wärme ab. Die Kombination aus Wärme, Aromen, Feuchtigkeit und Kohlendioxid ist so gewählt, dass die Mücke den Staubsauger für ein richtiges Zuhause hielt und in die Falle tappte“, sagt Projektleiterin Kristin Anderson.

Tests haben gezeigt, dass der erhöhte Kohlendioxidgehalt um die neue Falle herum für Mücken am attraktivsten ist. Jeden Monat fanden Tausende von ihnen in einer Sonderfahrt ihr Ende.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass dieses Insekt selten mehr als einen Kilometer von seinem Geburtsort entfernt fliegt, steigt innerhalb eines Monats nach Beginn des Rund-um-die-Uhr-Betriebs des Geräts die Zahl der Mücken auf einer Fläche von 40 Hektar um es herum stark an verringert.

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