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

Экономика внимания: сколько на самом деле стоит ваш «бесплатный» час в соцсетях

В современном мире сложилась парадоксальная ситуация, когда самые востребованные и технологичные продукты доступны каждому без внесения денежных средств. Речь идет о социальных сетях. Однако...

Королевская часовая башня — чудо инженерной мысли рядом с Каабой

Там, где каждый камень дышит историей ислама, где паломники со всего света устремляются к Каабе, высится удивительное творение человеческих рук — Королевская часовая башня. Она входит в...

Почему кардан в трансмиссии на мотоциклах проигрывает цепи

Вариантов привода в трансмиссии мотоциклов не так много. И чаще выбор между карданным и цепным приводом трансмиссии остаётся предметом дискуссий. Есть еще ременный и прямой электрический привод, но...

Можем ли мы создать искусственную гравитацию в космосе? Два способа получить вес из ничего

Научная фантастика формирует наши ожидания от будущего. Многие технологии, описанные в книгах и фильмах прошлого века, уже стали реальностью: от планшетных компьютеров и систем глобальной...

Вирусный «тест со стеной» обманывает хозяев: как на самом деле устроен интеллект собак и кошек

В последние месяцы социальные сети наполнились тысячами однотипных видеороликов, авторы которых пытаются измерить уровень интеллекта своих собак и кошек. Метод, который они используют, выглядит...

Почему кошки приятно пахнут после сна: уникальная физиология

Многие владельцы кошек наверняка замечали удивительную особенность этих питомцев: после сна коты и кошки могут источать весьма необычный запах, который у многих людей ассоциируется с чем-то...