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
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
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

Чар сиу: как кантонская свинина получает блестящую корочку и характерный сладко-пряный вкус

Чар сиу легко узнать ещё до того, как кусок окажется на тарелке. За стеклом кантонской лавки висят длинные полосы свинины цвета тёмного красного дерева: края почти подгорели, поверхность блестит, а...

✦ ИИ  Что делать, если кошка сильно мяукает в общественном транспорте: советы для спокойной поездки

Поездка в автобусе, метро, электричке или другом общественном транспорте может стать серьезным испытанием для кошки. Незнакомые звуки, запахи, движение, большое количество людей и отсутствие...

Как обувь меняет структуру стопы: сравнение современных людей и охотников-собирателей

Когда антропологи находят окаменевшие кости древних предков человека, главная задача исследователей — понять, как эти существа двигались при жизни. Умели ли они ходить прямо,...

Зачем космическим кораблям охлаждение, если в космосе и так −270 градусов?

Космический аппарат окружён почти полной пустотой. За бортом нет тёплого воздуха, а далёкий космос обычно связывают с температурой около минус 270 градусов. Кажется, что в таких условиях инженерам...

Египетский обелиск в железном цилиндре: как «Иглу Клеопатры» перевозили в Лондон

Название «Игла Клеопатры» звучит так, будто этот обелиск стоял перед дворцом знаменитой египетской царицы. На самом деле он старше Клеопатры примерно на полторы тысячи лет. Монолит из красного...

Обзор проводного паяльника DES S100A с известного китайского магазина.

Наверное начну с того, что это будет непрофессиональный недообзор, так как я это делаю первый раз, и с девайсами которые будут в этом посту — только начал работать, вернее сказать, я их...