Литий-серные аккумуляторы: прорыв в энергетике или очередной миф?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Электромобили — будущее транспорта, но их массовое распространение тормозит один важный фактор: аккумуляторы. Существующие литий-ионные батареи хоть и доминируют на рынке, но обладают ограниченной емкостью и сроком службы. В научных кругах давно ведутся поиски альтернатив, и литий-серные (Li-S) аккумуляторы считаются одним из самых перспективных направлений. Они потенциально способны хранить значительно больше энергии при меньшей стоимости. Однако до недавнего времени их практическое применение оставалось под вопросом из-за серьезного недостатка: быстрой деградации. Но, похоже, лед тронулся.

Группа ученых под руководством профессора Донхая Вана из Южного методистского университета (SMU) сообщила о значительном прорыве в этой области. Их исследование, опубликованное в Nature Sustainability, описывает новый подход к созданию катода — ключевого компонента Li-S батареи. Именно в катоде кроется корень проблемы, ограничивающей срок службы этих аккумуляторов.

Li-S, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В традиционных Li-S батареях при взаимодействии лития и серы образуются полисульфиды — растворимые соединения, которые «мигрируют» с катода в электролит. Этот процесс, известный как растворение полисульфидов, приводит к постепенному разрушению катода и потере емкости батареи. Представьте себе песочные часы, где песок — это энергия батареи. Растворение полисульфидов подобно появлению дыры в верхней колбе — песок (энергия) неуклонно утекает, и часы перестают работать.

Решение, предложенное командой профессора Вана, заключается в использовании инновационного гибридного полимерного катода. Этот катод действует как «умная ловушка» для полисульфидов. Благодаря сложной структуре полимера и механизмам атомной адсорбции, растворимые соединения серы эффективно «захватываются» и удерживаются внутри катода, предотвращая их миграцию в электролит. Таким образом, «дыра в песочных часах» запечатывается, и батарея сохраняет свою работоспособность на протяжении значительно большего количества циклов зарядки-разрядки.

Принцип работы Li-S батареи
Автор: By Egibe Источник: commons.wikimedia.org

Результаты испытаний нового катода впечатляют. Достигнутая емкость превышает 900 мАч/г — это в несколько раз больше, чем у типичных литий-ионных аккумуляторов. Более того, новая технология демонстрирует выдающуюся циклическую стабильность, что свидетельствует о значительном увеличении срока службы батареи.

Работа команды профессора Вана — важный шаг на пути к созданию эффективных и долговечных Li-S аккумуляторов. Хотя до широкого коммерческого применения этой технологии еще предстоит пройти определенный путь, полученные результаты внушают оптимизм и открывают новые перспективы для развития электромобилей и других устройств, требующих мощных и надежных источников энергии. Возможно, именно этот прорыв станет толчком к настоящей революции в мире батарей.

5 комментариев

Добавить комментарий

1
Давно не было новостей о прорывных возможностях в аккумуляторах нового типа. Которые так и не увидим.
S
Да, сера это именно то, чего вокруг очень не хватало.
Для зеленого курса и вот этого всего…
Литий хоть нейтральный :D
105337042491593961179@google
Литий не нейтральный. Это щелочной металл.
z
Запахло серой, значит появился тот, чье имя нельзя произносить...:(
117806166812719559801@google
И взрываться эти аккумуляторы тоже будут в несколько раз мощнее обычных

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Выбираем сокет для недорогого ПК под искусственный интеллект

Искусственный интеллект продолжает покорять мир, открывая человечеству новые, невиданные ранее возможности. Однако задумывались ли вы, какое железо необходимо для его работы? В этой небольшой статье..

ГАЗ-16 — забытая попытка построить транспорт будущего

Эта машина выглядела так, будто пришла не из начала 1960-х, а из технического будущего: автомобиль на воздушной подушке, рассчитанный на движение по дорогам, снегу, грязи и сложному бездорожью....

Ледяная пустыня с живой водой внутри: как устроен скрытый мир Антарктиды

Антарктида кажется самым неподвижным местом на Земле. Белая равнина простирается до горизонта, снег почти не тает, а ледяной покров выглядит похожим на гигантскую замёрзшую пустыню. Но под этой...

Как гориллы наращивают большие мышцы без мяса в рационе

Гориллы — одни из самых мощных приматов на планете. Взрослые самцы, особенно серебристые спины, могут весить до 180-200 кг, обладая впечатляющей мускулатурой. При этом их рацион почти...

Как ГАЗ-М72 стал первым советским предком кроссовера

На первый взгляд это знакомая «Победа», но за привычным силуэтом скрывается автомобиль, который по своей сути был намного смелее и современнее, чем могло показаться в середине 1950-х годов. Это...

Остров площадью 21 км² был одной из богатейших стран мира: как фосфаты изменили Науру

Науру трудно рассмотреть на обычной карте. Это 21 квадратный километр суши и кольцевая дорога вдоль берега. Внутри кольца лежит плато, где почти нет привычного тропического пейзажа. Из земли торчат...