Литий-серные аккумуляторы: прорыв в энергетике или очередной миф?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | 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.

6 комментариев

A
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...:(
M
Развитие электротранспорта напрямую зависит от доступности и дешевизны электроэнергии.
Для того, чтобы заместить 100 км ежедневного пробега на ДВС, нужно произвести порядка 25 кваттчас дополнительной электроэнергии на домохозяйство, что означает увеличение генерации электроэнергии минимум в 2.5 раза по отношению к текущему уровню электропотребления.
117806166812719559801@google
И взрываться эти аккумуляторы тоже будут в несколько раз мощнее обычных

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Одежда из картофельной ботвы: как экологично заменить хлопок, лён и полиэстер

Экологи уже неоднократно указывали негативные последствия работы швейной промышленности и утилизации огромных объемов одежды и текстиля, в том числе нераспроданных сезонных коллекций. Предприятия,...

Обзор открытых наушников Sivga Anser: приятный аналоговый почерк

После выпуска хитовых Luan прошло уже, наверное, больше года и вот только сейчас компания Sivga пошла на новый релиз. Причем это тоже открытые полноразмерные наушники на 50 мм драйвере с импедансом...

Почему телефон называется сотовым: откуда взялось это странное слово? Как работают соты?

Слово «сотовый» прочно вошло в наш язык. Мы не задумываемся, почему мы так называем свои телефоны, хотя, если вдуматься, слово странное и немного загадочное. Никаких пчел или меда в нашем смартфоне...

Что мощнее: АЭС, ГЭС, ветряки или все-таки солнечная станция?

Когда речь заходит о выборе источника энергии, многие представляют себе что-то вроде состязания: АЭС против ГЭС, а где-то в углу тихо сверкают солнечные панели. Кто мощнее? Кто надежнее? Давайте...

Обзор шестигранного брелка-мультитула: когда дизайнер поспорил с инженером

Интересные иногда штучки получаются, когда, условно говоря, инженер и дизайнер одновременно работают над одним проектом, причем не решив — кто из них главный. Похоже, что и с...