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

Квантовый интернет всё ближе: как новый эксперимент заложил основу автономных оптических сетей

Развитие квантовых технологий неизбежно ведет к созданию квантового интернета — глобальной сети, принципы работы которой будут полностью отличаться от современных телекоммуникаций....

Почему мы любим горький кофе: как организм превращает химическую тревогу во вкус любимого напитка

Восприятие горького вкуса сформировалось в процессе эволюции как базовая система биологической защиты. В отличие от сладкого или соленого вкуса, которые указывают на присутствие углеводов и...

Почему у тепличных огурцов желтеют листья? Скрытая угроза корневой системе

Огурцы в теплице требуют внимательного ухода, и изменение цвета их листьев часто служит первым сигналом о нарушениях в развитии растения. Одна из самых частых проблем — пожелтение...

Почему эволюция лишила водяных оленей рогов и подарила им клыки

Природа часто создает нестандартные комбинации, и порой привычные животные удивляют неожиданными чертами. Среди таких нетипичных представителей фауны выделяется водяной олень (Hydropotes inermis),...

Египетский суперкорабль: каким было крупнейшее гребное судно в мире

Если вы думаете, что гонка вооружений на море и строительство кораблей-гигантов — изобретение XX века с его линкорами и авианосцами, то вы почти наверняка не слышали об одном...

Focke-Wulf Fw 190 «Würger»: История альтернативной модели истребителя Люфтваффе

К концу 1930-х годов истребительная авиация Германии опиралась на единственный серийный истребитель — Messerschmitt Bf 109. Такая ситуация создавала риски «единой точки отказа»: любые...