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

Как биоуголь из канализационных отходов помог повысить прочность бетона

Бетон кажется материалом с давно установленным рецептом: цемент, вода, песок и щебень. Но даже небольшая замена одного компонента способна заметно изменить его свойства. Поэтому в строительных...

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...