Учёные из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) совершили значительный прогресс в разработке новых материалов для литий-ионных аккумуляторов. Исследовательская группа продемонстрировала, что высокопористая оловянная пена способна гораздо эффективнее поглощать механическое напряжение во время циклов зарядки, чем традиционные электроды.

Современные литий-ионные аккумуляторы обычно используют многослойный графитовый электрод, а в качестве противоэлектрода часто применяется оксид кобальта. При зарядке и разрядке ионы лития перемещаются в графит, не вызывая значительных изменений объёма материала. Однако ёмкость графита ограничена, что делает поиск альтернативных материалов актуальным направлением исследований.

Металлические электроды, такие как алюминий или олово, потенциально могут обеспечить более высокую ёмкость. Тем не менее, они имеют тенденцию значительно расширяться в объёме при поглощении лития, что связано со структурными изменениями и усталостью материала.

Олово особенно привлекательно, поскольку его ёмкость на килограмм почти в три раза выше, чем у графита. Кроме того, оно не является редким сырьём и доступно в больших количествах. Одним из способов создания металлических электродов, которые менее подвержены «усталости», является наноструктурирование тонкой металлической фольги. Другой вариант – использование пористой металлической пены.

Команда HZB изучила различные типы оловянных электродов во время процесса разрядки и зарядки с помощью операционной рентгеновской визуализации. Часть экспериментов проводилась на линии BAMline синхротрона BESSY II. Высокоразрешающие радиоскопические рентгеновские изображения были получены в сотрудничестве с экспертами по визуализации доктором Николаем Кардйиловым и доктором Андре Хильгером из HZB.

«Это позволило нам отслеживать структурные изменения в исследуемых электродах на основе олова во время процессов зарядки и разрядки», – говорит доктор Бушра Буабади, первый автор исследования. Вместе с экспертом по аккумуляторам доктором Себастьяном Риссе она изучала, как морфология оловянных электродов изменяется во время работы из-за неоднородного поглощения ионов лития.

Доктор Франсиско Гарсия-Морено создал наилучшую версию оловянного электрода: оловянную пену с бесчисленными порами микрометрового размера. «Мы смогли показать, что механическое напряжение в такой оловянной пене при объёмном расширении значительно снижается», – отмечает доктор Риссе. Это делает оловянные пены перспективным материалом для литиевых аккумуляторов.

Гарсия-Морено уже изучал множество металлических пен, в том числе используемых для компонентов в автомобильной промышленности и алюминиевых пен для электродов аккумуляторов. «Оловянные пены, которые мы разработали в Техническом университете Берлина, обладают высокой пористостью и являются многообещающей альтернативой традиционным материалам для электродов», – говорит он.

Структурирование оловянных пен имеет важное значение для максимально возможного снижения механического напряжения. Технология может быть привлекательной и с экономической точки зрения. «Хотя оловянная пена дороже обычной оловянной фольги, она предлагает более дешёвую альтернативу дорогостоящему наноструктурированию, при этом способна хранить значительно больше ионов лития, что позволяет увеличить ёмкость», – заключают исследователи.

Amazon представил свой первый квантовый процессор под названием Ocelot, позиционируя его как важный шаг на пути к созданию эффективных крупномасштабных квантовых систем. Это заявление прозвучало на фоне растущей конкуренции в сфере квантовых вычислений: всего неделю назад Microsoft, главный конкурент Amazon на рынке облачных услуг, продемонстрировал свой дебютный квантовый чип, опубликовав результаты исследований в журнале Nature. Amazon последовал этому примеру, также опубликовав научную статью о своей разработке.

Квантовые компьютеры, в отличие от классических, оперирующих битами в состоянии «0» или «1», используют кубиты, способные находиться в суперпозиции обоих состояний одновременно. Это открывает возможности для решения задач, недоступных для традиционных вычислительных систем.

Фернандо Брандао, директор по прикладным наукам Amazon Web Services, и Оскар Пейнтер, руководитель отдела квантового оборудования, заявили в корпоративном блоге, что для масштабирования Ocelot до полноценного квантового компьютера, способного оказать трансформирующее влияние на общество, потребуется всего одна десятая часть ресурсов по сравнению с традиционными подходами.

Несмотря на то, что DARPA финансирует исследования в области квантовых вычислений уже два десятилетия, эта технология всё ещё не дошла до массового применения. Питер Барретт, основатель и генеральный партнёр Playground Global, инвестирующей в квантовые стартапы, объясняет это недостаточным количеством кубитов в существующих системах. По его словам, для стабильной работы квантового компьютера необходим миллион кубитов. Для сравнения, самый мощный на сегодняшний день квантовый чип Willow от Google имеет 105 кубитов, а Ocelot от Amazon — всего 9.

Энди Джесси, нынешний CEO Amazon, ещё в 2020 году, будучи главой AWS, выразил оптимизм относительно роли квантовых вычислений в будущем облачных технологий. Спустя полгода компания запустила сервис Amazon Braket, позволяющий разработчикам экспериментировать с квантовыми компьютерами других компаний, включая IonQ и Rigetti Computing. Microsoft Azure предлагает аналогичный сервис. Amazon планирует сделать будущие версии своих квантовых чипов доступными через Braket.

Ocelot был разработан с учётом проблемы коррекции ошибок, которая является одной из ключевых в квантовых вычислениях. Painter отметил, что общественный интерес к квантовым технологиям растёт по мере того, как компании предлагают новые способы создания устойчивых к ошибкам кубитов. Как и Microsoft, Amazon изготовил свой чип самостоятельно. Однако для создания системы с миллионом кубитов потребуется сотрудничество с ведущими мировыми производителями полупроводников, считает Барретт. Пейнтер не исключает возможности аутсорсинга по мере развития квантового оборудования Amazon.

Эксперты расходятся во мнениях относительно сроков практического применения квантовых компьютеров. Пейнтер считает, что коммерческие задачи не будут выполняться на квантовых компьютерах ещё как минимум 10 лет. Дженсен Хуанг, CEO Nvidia, прогнозирует 15-30 лет до появления полезных квантовых компьютеров. Марк Цукерберг также говорит о десятилетии до жизнеспособности технологии. Более оптимистичен бывший CEO Intel Пэт Гелсингер, который ожидает появления полезных квантовых вычислений уже к 2030 году.

Несмотря на разногласия в оценках сроков, квантовые вычисления остаются одним из самых перспективных направлений развития технологий, способных в будущем радикально изменить подходы к обработке данных и решению сложных вычислительных задач.

Серийное производство нового седана Lada Iskra начнётся 19 апреля 2025 года. Эта дата была выбрана не просто так — производство новинки начнётся ровно через 55 лет после выпуска первых «Жигулей».

Об этом сообщил глава АвтоВАЗа Максим Соколов. Выпуск модели будет налажен на Волжском автозаводе, где в 1970 году на конвейер встал легендарный ВАЗ-2101. На начальном этапе Lada Iskra предложат с 1,6-литровыми бензиновыми двигателями мощностью 90 и 106 л.с., с МКПП и вариатором. Позже может появиться версия с 1,8-литровым мотором, но не в 2025 году. Официальный старт продаж Lada Iskra запланирован на май.

Lada Iskra оказалась медленней, чем Granta, и не такой динамичной. Разгон до 100 км/ч у версии с 90-сильным двигателем и «механикой» составляет 13,3 с, у варианта с вариатором — 13,4 с. Самая мощная модификация (106 л.с., шестиступенчатая «механика») разгоняется за 12,4 с. Максимальная скорость достигает 175 км/ч. Для сравнения: самая быстрая Granta с мотором на 106 л.с. и МКПП набирает 100 км/ч за 10,5 с, а максимальная скорость достигает 184 км/ч.

Lada Iskra получила топливный бак на 50 литров, машина расходует 7,2–7,8 л топлива на 100 км,  клиренс составляет 170 мм, а объём багажника равен 500 л. Габариты составляют 4333 х 1777 х 1517 мм.

Ожидаемая цена составит от 1,2 до 1,6 млн рублей.

Учёные Университета Лестера разработали новый метод извлечения ценных металлов из отходов литий-ионных аккумуляторов, используя смесь воды и растительного масла. Технология позволяет очищать «чёрную массу» – низкоценную смесь анодных, катодных и других материалов – за несколько минут при комнатной температуре. Ключ к успеху – использование наноэмульсий, созданных из микроскопических капель масла в воде с помощью ультразвука.

Принцип работы метода основан на том, что нанокапли масла прилипают к частицам графита в отходах, действуя как «клей», связывающий гидрофобные частицы графита в крупные масляно-графитовые конгломераты. Эти масляно-графитовые соединения плавают на поверхности воды, оставляя ценные оксиды лития, никеля и кобальта в чистом виде. Конгломераты легко удаляются, позволяя извлечь металлы в форме, пригодной для производства новых аккумуляторов.

Существующие методы переработки термическую обработку для сжигания графита, что увеличивает углеродный след цепочки создания стоимости электромобилей, а также концентрированные едкие кислоты, которые возвращают ценные оксиды металлов аккумуляторного качества к менее ценным исходным материалам, из которых изначально была изготовлена батарея.

Разработанная в Лестере технология эмульсии позволяет осуществлять короткоцикловую переработку литий-ионных аккумуляторов. Кристаллическая структура извлечённого материала не разрушается в этом процессе, что позволяет повторно использовать восстановленный материал непосредственно в новых аккумуляторных элементах, в отличие от пиро- и гидрометаллургических методов. Это потенциально может сделать цепочку поставок аккумуляторов более устойчивой и дешёвой.

В мире насчитывается около 40 миллионов электромобилей и примерно 10 миллиардов активных мобильных устройств, работающих на литий-ионных аккумуляторах. Однако существующие аккумуляторные блоки не разрабатываются с учётом их последующей переработки, что создаёт экологические проблемы.

Университеты Лестера и Бирмингема сотрудничают в рамках проекта InnovateUK ReBlend, создавая пилотную линию для переработки десятков килограммов «чёрной массы» в час. Цель – продемонстрировать, что такая короткоцикловая переработка может быть экономически эффективной для получения материала аккумуляторного качества для новых элементов.

Новая технология имеет потенциал для улучшения процесса переработки аккумуляторов, что важно в контексте растущего спроса на электромобили и портативную электронику. Использование доступных материалов делает метод привлекательным с точки зрения экономической эффективности и экологичности.

Успешное внедрение этой технологии может стать важным шагом в создании более устойчивой цепочки поставок для производства аккумуляторов, что особенно актуально в свете глобальных усилий по переходу к экологичным источникам энергии и транспорту.

Ученые зафиксировали возмущение магнитного поля Земли, которое уже достигло умеренного уровня, о чем сообщили в Институте прикладной геофизики (ФГБУ «ИПГ»).

Буря началась около 14:30 мск, о чем сообщили в лаборатории солнечной астрономии ИКИ РАН: «Предварительно, геомагнитные возмущения на текущем уровне могут наблюдаться на протяжении еще 3–6 часов».

Ученые зафиксировали возмущение магнитного поля Земли, которое уже достигло умеренного уровня, о чем сообщили в Институте прикладной геофизики (ФГБУ «ИПГ»).

Буря началась около 14:30 мск, о чем сообщили в лаборатории солнечной астрономии ИКИ РАН: «Предварительно, геомагнитные возмущения на текущем уровне могут наблюдаться на протяжении еще 3–6 часов».

По информации института, в настоящее время степень возмущенности магнитного поля Земли находится на уровне G2 («умеренно») по шкале мониторинга, которая достигает уровня G5 при экстремальной магнитной буре.

АвтоВАЗ не ждет возвращения Renault и может самостоятельно развиваться и обеспечивать технологический суверенитет отрасли, о чем заявил глава компании Максим Соколов.

Мы видим, что мы можем эффективно развиваться самостоятельно, на собственных источниках, за счет собственного рынка, и таким образом обеспечивать технологический суверенитет для нашей отрасли. Поэтому мы точно никого не ждем. Обратной дороги нет. Мы идем только вперед. Причем своей собственной, самостоятельной дорогой.

Максим Соколов

В Амурской области появился уникальный экземпляр советского автопрома — ВАЗ-2103 1977 года выпуска. Продавец утверждает, что автомобиль полностью оригинальный, а его пробег составляет менее 20 000 км, то есть за год машина проезжала около 400 км.

ВАЗ-2103 был создан на основе Fiat 125. Под капотом седана установлен 1,5-литровый двигатель мощностью 77 л.с., работающий в паре с 4-ступенчатой механической коробкой передач. Крутящий момент передаётся на заднюю ось.

В Амурской области появился уникальный экземпляр советского автопрома — ВАЗ-2103 1977 года выпуска. Продавец утверждает, что автомобиль полностью оригинальный, а его пробег составляет менее 20 000 км, то есть за год машина проезжала около 400 км.

ВАЗ-2103 был создан на основе Fiat 125. Под капотом седана установлен 1,5-литровый двигатель мощностью 77 л.с., работающий в паре с 4-ступенчатой механической коробкой передач. Крутящий момент передаётся на заднюю ось.

Заявленная цена редкого ВАЗ-2103 составляет 2 млн рублей. Это дороже новой топовой Lada Vesta и чуть дешевле Lada Aura, которую отдают за 2,3 млн рублей.

Группа специалистов из Шэньянского института автоматизации Китайской академии наук разработала мягкого робота в форме рыбы, способного менять режимы плавания в зависимости от условий среды.

Ключевая особенность новой разработки — интеграция систем движения, восприятия и управления в едином устройстве. Робот может сочетать четыре различных режима плавания, что выгодно отличает его от существующих аналогов.

В основе конструкции лежит бионический подход. Инженеры воспроизвели структуру скумбрии, используя технологию 3D-печати для создания гибкого каркаса в сочетании с мягким приводом. Последний состоит из трёх функциональных слоёв: пружин сжатия, диэлектрических эластомерных мембран и гибких электродов.

Для восприятия изменений в окружающей среде, разработчики применили высокоточные гибкие датчики деформации. Эти сенсоры позволяют роботу определять своё положение в воде и параметры окружающей среды, что обеспечивает возможность переключения между оптимальными режимами плавания.

Синхронное управление амплитудой возбуждения и последовательностью работы нескольких бионических мышечных блоков позволяет роботу воспроизводить различные режимы плавания, характерные для живых рыб, и приспосабливаться к меняющимся условиям водной среды.

Разработка демонстрирует потенциал в области подводной робототехники и может найти применение в исследовании морских экосистем, поисково-спасательных операциях и других сферах, требующих эффективного передвижения под водой. Создание адаптивных роботов, способных имитировать движения живых организмов, открывает путь к созданию более совершенных подводных устройств для решения широкого спектра задач.