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

Новые трехслойные солнечные панели достигли КПД 30,1%: как физики решили проблему перовскитов

Солнечная энергетика подошла к рубежу, за которым дальнейшее развитие привычных кремниевых панелей становится экономически и физически нецелесообразным. Более девяноста процентов современных...

Что хрустит внутри инжира и как выбрать спелый плод по мягкости

Свежий инжир в России покупают гораздо реже яблок или бананов. Я могу понять почему: стоит он обычно недёшево, выглядит непривычно, а по одной окраске трудно определить зрелость. В результате...

Почему в космосе почти нет круглых орбит: гравитация ведет себя так только в трехмерном мире

Большинство звезд в галактиках объединено в гравитационно связанные пары. Две звезды обращаются вокруг общего центра масс по замкнутым эллиптическим траекториям. Геометрическая форма таких орбит...

Что за зверь «переярок» и почему молодой волк иногда остаётся жить с родителями вместо того, чтобы уйти

Когда смотришь на следы волчьей стаи зимой, легко заметить, что отпечатки различаются по размеру. Охотники и биологи давно делят волков по возрасту на три категории: прибылые (щенки этого года),...

Дно Тихого океана раскалывается в реальном времени: геофизики зафиксировали разрыв литосферной плиты у острова Ванкувер

Литосферные плиты непрерывно движутся по поверхности мантии Земли. В зонах спрединга, вдоль океанических хребтов, поднимающееся магматическое вещество остывает и формирует новую океаническую кору....