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

Если лететь только прямо, вернешься назад: почему плоская Вселенная не бесконечна и где ее предел

В астрономии утвердилось представление: если пространство не имеет кривизны, оно должно быть бесконечным. Орбитальные обсерватории WMAP и «Планк» измерили параметры реликтового излучения и...

Колорадский жук внезапно исчезает с огородов: что случилось с вредителем в этом году

Колорадский жук попал в СССР сразу после Второй мировой войны и долгое время досаждал фермерам по всей стране. Родина вредителя находится в Мексике и США, и по популярному мнению, жука завезли в...

Консерватизм или любовь к экзотике: едят ли в Японии роллы?

Если речь вдруг заходит о «суши», большинство представляет себе аккуратные шайбочки риса с рыбкой сверху, а когда говорим «роллы» — цилиндрические рулеты в нори или рисом наружу. В...

Почему некоторые самолёты начали называть «кукурузниками»?

Слово «кукурузник» слышал, наверное, каждый. Оно сразу рисует в голове что-то тихое, неуклюжее, вечно опаздывающее и насквозь народное. Но за этим прозвищем стоит не одна машина, а целая эпоха...

✦ ИИ  Демон Лапласа мертв: почему даже зная все параметры мира, нельзя предсказать его будущее

В классической науке долгое время существовало фундаментальное убеждение: если физическая система подчиняется строгим законам и в ней нет случайных факторов, ее будущее полностью определено...

Почему железная дорога в Сочи идёт прямо по пляжу

Железную дорогу редко называют достопримечательностью Сочи. Но именно эта дорога, проходящая прямо вдоль пляжей Большого Сочи, давно стала одной из самых узнаваемых черт курорта. Пассажиры поездов,...