Ученые создали полную модель аккумуляторной батареи, детализированную до уровня отдельных атомов Ученые создали полную модель аккумуляторной батареи, детализированную до уровня отдельных атомов
 
Portal demokratizator развлекательно познавательный ресурс
Без любви в сердце любое достоинство человека превращается в его недостаток. Например: гордость становится гордыней, честь — высокомерием, воспитанность — лицемерием, а смелость и отвага без любви к людям просто опасны для общества. Так и в профессиях. Журналист, не любящий людей, это папарацци. Несочувствующий поэт — попса, актер — пародист, имитатор… А самовыражение без любви — банальное хвастовство.
© Михаил Задорнов
 
  Главная Регистрация Статистика Контакты RSS 2.0
   
 
 
Навигация
 
Топ новостей раздела
 

Компьютеры научились читать "язык" тела человека
   

Жизнь на Земле зародилась на суше
   

"Разноцветные" фотоны - революция в области квантовых ...
   

Ученые составили математическую модель, описывающую про ...
   

Дом из стеклянных блоков может независимо вырабатывать ...
   

В Германии планируется создание самой большой и мощной ...
   

Разработана видеосистема распознающая оружие сразу, как ...
   

Ученые из Японии создали новый тип двигателя, предназна ...
   

Использование углеродных нанотрубок позволило создать с ...
   

Новая архитектура 3D-чипов позволяет устранить узкое ме ...
 
 
Топ новостей
 

Археологов поразила кровать Тутанхамона
   

Время до исчезновения человечества, ускоряется
   

Компания SpaceX представляет видеоролик, демонстрирующи ...
   

На авиасалоне в Жуковском представлен российский летающ ...
   

В Индии запустили поезд, почти полностью работающий на ...
   

Обновленный Bluetooth создаст из домашней электроники е ...
   

Илону Маску разрешили пробурить тоннель от Вашингтона д ...
   

Компьютеры научились читать "язык" тела человека
   

Жизнь на Земле зародилась на суше
   

Что такое Лента Мебиуса
   

Мнения о развитии ИИ разделяются
   

Компания Lightyear планирует выпустить на дороги One EV ...
   

"Разноцветные" фотоны - революция в области квантовых ...
   

NASA нашло внутри Юпитера схожую с Землей планету
   

Марсоход Curiosity - пять лет на Марсе и до сих пор ход ...
   

В человеческой ДНК по-прежнему много мусора
   

Как устроен оружейный глушитель
   

Ученые составили математическую модель, описывающую про ...
   

Дом из стеклянных блоков может независимо вырабатывать ...
   

В Германии планируется создание самой большой и мощной ...
 
 

 

   
Новости науки
  Автор: white, 1-09-2013, 09:44, просмотров: 1348
Внимание! Данный материал, а именно «Ученые создали полную модель аккумуляторной батареи, детализированную до уровня отдельных атомов» , предоставлен исключительно для ознакомления! Администрация не несет ответственности за его содержимое. Если Вы являетесь правообладателем какого-либо материала, ссылка (либо ссылки) на который размещена на этом сайте, и не хотели бы чтобы данная информация распространялась пользователями без Вашего на то согласия, то мы будем рады оказать Вам содействие, удалив соответствующие ссылки, для этого необходимо.

Ученые создали полную модель аккумуляторной батареи, детализированную до уровня отдельных атомов

Когда дело касается разработки новых высокотехнологичных и миниатюрных устройств самым узким местом в этом деле становятся аккумуляторные батареи. В настоящее время это особенно чувствуется в области производства и эксплуатации электрических автомобилей, в устройствах резервного аккумулирования энергии для энергетических сетей и, естественно, в потребительской миниатюрной электронике. Для того, чтобы соответствовать современным требованиям, устройства аккумулирования энергии, развитие которых определенно не поспевает за развитием всех остальных технологий, должны обеспечивать большее количество хранимой энергии при большом количестве циклов заряда-разряда, иметь большой показатель плотности хранения энергии и обеспечивать высокие динамические характеристики.

Создание и испытания новых аккумуляторных батарей различных типов является трудным процессом, занимающим достаточно длительное время, что делает его весьма дорогостоящим. Поэтому, для ученых-электрохимиков возможность произвести подробное моделирование, прежде чем приступить к практическим экспериментам, была бы настоящим благом. Но, до последнего времени еще никто не был в состоянии создать математическую модель аккумуляторной батареи, детализированную до уровня отдельных атомов из-за сложности такой модели и из-за ограничений существующих средств математического моделирования.

Но в настоящее время все изменилось, благодаря работе двух германских исследователей, Уолфа Дэппа (Wolf Dapp) из Института математического моделирования (Institute for Advanced Simulation) и Мартина Мюзра (Martin Muser) из Саарландского университета (University of Saarlandes). Эти ученые создали полную математическую модель аккумуляторной батареи и произвели ее расчеты вплоть до уровня отдельных атомов. Следует отметить, что согласно результатам моделирования, свойства "математической аккумуляторной батареи" во многом совпадают со свойствами настоящих аккумуляторных батарей с которыми мы все привыкли иметь дело.

В последние годы специалисты в области информационных технологий уже неоднократно создавали модели аккумуляторных батарей, но все эти модели работали на уровне гораздо более крупномасштабном, нежели уровень отдельных атомов, и полагались на данные и параметры, значения которых были получены экспериментальным путем, такие как ионная и электронная проводимость, коэффициенты распространения, плотность тока, электрохимические потенциалы и т.п.

У таких моделей существует один серьезный недостаток - они работают крайне неточно или не работают вообще, когда дело касается новых материалов и их комбинаций, свойства которых изучены не до конца или не изучены совсем. И, для того, чтобы полностью рассчитать поведение батареи из новых материалов в целом, электрохимики должны проводить моделирование на уровне отдельно взятых молекул, ионов и атомов.

Для того, чтобы смоделировать батарею в целом, компьютерная модель должна производить расчеты любых изменений энергии, химических и электрохимических потенциалов на каждом шаге вычислений. Именно это удалось реализовать Дэппу и Мюзру. В их модели электрическая энергия является переменной, значение которой определяется взаимодействием атомов, связей между атомами и ионами на каждой стадии вычислений.

Естественно, исследователям пришлось пойти на уступки реальности. Математическая аккумуляторная батарея по сложности весьма далека от батареи, которую вы можете достать из своего мобильного телефона. Математическая модель "нанобатареи" состоит всего 358 атомов, из которых 118 атомов приходится на материал электродов, катода и анода. Согласно начальным условиям, катод покрыт слоем из 20 атомов вещества электролита, а в самом электролите находятся всего 39 положительно заряженных ионов.

Но, несмотря на такую кажущуюся простоту, эта математическая модель нуждается для своих расчетов в немалой вычислительной мощности. Естественно, что все моделирование производится в шкале дискретных единиц, шагов, а для полного цикла расчетов требуется минимум 10 миллионов шагов, на каждом из которых производится серия крайне сложных математических вычислений.

Исследователи сообщают, что созданная ими модель является лишь доказательством работоспособности использованных ими принципов и существует несколько путей к улучшению этой модели. В будущем они собираются усложнить созданную ими модель, представив раствор электролита как набор частиц, имеющих стационарный электрический заряд. Это, наряду с увеличением количества атомов в модели потребует того, что для расчета модели могут потребоваться мощности не самого слабого суперкомпьютера, но, дело того стоит, ведь такие исследования могут привести к созданию новых источников энергии, которые произведут революцию в области портативной электроники.

Внимание!!! Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь, чтобы видеть скрытый текст, добавлять комментарии к новостям и т.д. и т.п., мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Китайские ученые сотворили самую огромную виртуальную Вселенную Китайские ученые сотворили самую огромную виртуальную Вселенную
Группа китайских ученых, в рамках тестирования самого сильного суперкомпьютера в мире на сегодняшний день, произвела расчеты математической...
Начато сооружение самой большой литиевой аккумуляторной батареи в мире Начато сооружение самой большой литиевой аккумуляторной батареи в мире
Компания AES Southland, являющаяся производителем аккумуляторных батарей большой мощности, объявила о заключении контракта с энергетической...
Суперкомпьютеру Суперкомпьютеру "K" потребовалось 40 минут для расчета модели 1 секунды д ...
Ученые-футурологи и фантасты давно говорят о днях, когда компьютеры станут столь же мощны и универсальны как человеческий мозг. Но расчеты...
Японский суперкомпьютер K Computer производит расчет модели самой большой н ... Японский суперкомпьютер K Computer производит расчет модели самой большой н ...
Международная группа исследователей, в состав которой вошли ученые из японского института RIKEN, работающие в рамках программы HPCI Program for...
Емкость новых батарей с твердым Li-S-электролитом превышает в четыре раза е ... Емкость новых батарей с твердым Li-S-электролитом превышает в четыре раза е ...
Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) разработали новую многообещающую конструкцию...
Исследователи разработали новую высокоэффективную цинко-воздушную аккумулят ... Исследователи разработали новую высокоэффективную цинко-воздушную аккумулят ...
Ученые из Стэнфордского университета разработали новый тип высокоэффективной цинко-воздушной аккумуляторной батареи. Интенсивные каталитические...
Нано-шашлык - лучший рецепт для приготовления литий-ионных аккумуляторов бо ... Нано-шашлык - лучший рецепт для приготовления литий-ионных аккумуляторов бо ...
Мощные устройства аккумулирования энергии будущего могут получить свое начало от разработки исследователей, которые приготовили "нано-шашлыки"...
Neurogrid - модель из миллиона искусственных нейронов, которая работает со  ... Neurogrid - модель из миллиона искусственных нейронов, которая работает со ...
Группа исследователей из Стэнфордского университета разработала и создала устройство под названием Neurogrid. Это устройство является моделью...
Графеновые суперконденсаторы смогут заменить аккумуляторные батареи в малог ... Графеновые суперконденсаторы смогут заменить аккумуляторные батареи в малог ...
В современных малогабаритных и мобильных электронных устройствах для снабжения энергией в большинстве случаев используются батареи и...
Новые литий-ионные микробатареи позволят завести автомобиль от аккумулятора ... Новые литий-ионные микробатареи позволят завести автомобиль от аккумулятора ...
Исследователи из университета Иллинойса разработали технологию изготовления крошечных литий-ионных аккумуляторных батарей, характеристики...

Назад
 
  Добавление комментария
Ваше имя:*
E-Mail:*
 
Код:
Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код:*
   
Вопрос: Решите пример: 15 - 3 (ответ числом)
Ответ:*

 
 
 
Авторизация
E-mail:
Пароль:
 
 
 
Последние объявления
24.07.2017
Доска обьявлений (Предложение)

 
Последние комментарии
Автор → тык
в новости → Сказ о портвейне
 
Кто онлайн
 Всего на сайте: 7
 Гостей: 5
 Пользователи: - отсутствуют
 Роботы: Yandex Bot, crawl Bot

 
Теги
Google, автомобиль, аппарат, беспилотник, более, большой, будет, впервые, готовится, компании, Компания, Космический, который, Марсоход, мир, мире, могут, может, НАСА, Новая, нового, Новый, обнаружили, Первые, первый, позволит, позволяет, помощью, рекорд, робот, самый, свет, Система, создали, Создан, стать, Телескоп, Технология, Ученые, через

Показать все теги
 
Карта сайта
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
 

 

 

 

 
Прокрутить вверх