Сера помогла ускорить работу твердотельных батарей

Исследователи из Государственного университета Кеннесо создали композитный твёрдый электролит с добавлением химических групп на основе серы, который ускоряет движение ионов лития в твердотельных батареях.

Разработка направлена на решение ключевой проблемы твердотельных аккумуляторов — низкой скорости перемещения ионов лития в твёрдых материалах по сравнению с жидкими электролитами. Это ограничение препятствует внедрению технологии в электромобили, системы хранения энергии и бытовую электронику.

Команда под руководством доцента кафедры электротехники Бэйбэй Цзяна создала композитный электролит, объединяющий керамические и полимерные компоненты. Добавление серосодержащих химических групп улучшило связь между этими фазами и снизило межфазное сопротивление, что позволило ионам лития перемещаться быстрее.

В ходе экспериментов учёные обнаружили ранее неизвестное взаимодействие между серой и цирконием в керамической части электролита. По данным исследователей, именно это взаимодействие обеспечивает повышение производительности батареи.

Открытие произошло случайно: во время первых тестов студенты зафиксировали, что реакция протекает значительно быстрее расчётного времени. После анализа команда адаптировала процесс для контролируемого применения.

Работа ведётся в лаборатории кампуса Мариетта, где исследователи синтезируют материалы и тестируют прототипы на элементах типа «монетка». Проект финансируется грантом Национального научного фонда в размере 200 000 долларов. На текущем этапе учёные проверяют стабильность и надёжность конструкции перед возможным масштабированием.