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

Вот теперь стало лучше: обзор обновленного фонаря-брелока Sofirn SE1 Pro

Бренд фонарей Sofirn перевыпустил свой ультракомпактный фонарик SE1. И да, учли недостатки первого релиза, сменили светодиод, и получилось лучше. На выходе фонарик-брелок со «взрослым» светом (300...

Чили кон карне: спор о фасоли, ночные площади Сан-Антонио и вкус Техаса

У чили кон карне есть способность мгновенно вызывать спор. Достаточно поставить на стол дымящуюся миску, и кто-нибудь спросит: где фасоль? Для одного без неё блюдо кажется незаконченным, для...

Почему Нева длиной всего 74 км несёт больше воды, чем огромный Дон

Дон всегда казался мне рекой, рядом с которой слово «большая» можно даже не произносить. Почти две тысячи километров от истока до устья. А Нева? Всего 74 км от Ладожского озера до Финского залива....

В каком регионе России больше всего озёр: почему это не Карелия

Если попросить меня назвать самый озёрный регион России, я почти не задумываясь отвечу: Карелия. В памяти сразу возникают гранитные берега, сосны у самой воды и небольшие лесные озёра, которым там...

Как язык хамелеона разгоняется быстрее Bugatti благодаря коллагеновым пружинам

Спорткар Bugatti Chiron разгоняется до сотни за 2,4 секунды, вдавливая человека в кресло с ускорением около 1,2 g. В это же самое время полусонный хамелеон, часами неподвижно висящий на ветке,...

Физики ошибались в расчетах плавления металлов: как медь на самом деле ведет себя при экстремальном нагреве

В обычных условиях плавление твердых тел происходит в состоянии теплового равновесия. Если медленно нагревать металлический образец, подводимая энергия равномерно распределяется между электронами и...