Аккумуляторные батареи нового поколения уже на подходе

Новый материал катализатора может способствовать созданию более совершенных литий-серных батарей и силовой электроники следующего поколения.

Аккумуляторные батареи нового поколения уже на подходе

В основе большинства электроники сегодня лежат перезаряжаемые литий-ионные батареи (LIB). Но их емкости хранения энергии недостаточно для крупномасштабных систем хранения энергии (ESS). Литий-серные батареи (LSB) могут быть полезны в таком сценарии из-за их более высокой теоретической емкости хранения энергии. Они могут даже заменить LIB в других устройствах, таких как дроны, учитывая их легкий вес и более низкую стоимость.

Но тот же самый механизм, который дает им всю эту власть, удерживает их, превращая их в широко распространенную практическую реальность. В отличие от LIB, путь реакции в LSB приводит к накоплению твердого сульфида лития (Li 2 S 6 ) и жидкого полисульфида лития (LiPS), вызывая потерю активного материала с серного катода (положительно заряженный электрод) и коррозию лития. анод (отрицательно заряженный электрод). Чтобы продлить срок службы батареи, ученые искали катализаторы, которые могли бы сделать это разложение эффективно обратимым во время использования.

В новом исследовании, опубликованном в ChemSusChem, ученые из Технологического института Кванджу (GIST), Корея, сообщают о своем прорыве в этом начинании.

Профессор Джеён Ли из GIST, руководивший исследованием, объясняет:

В поисках нового электрокатализатора для LSB мы вспомнили о предыдущем исследовании, которое мы провели с оксалатом кобальта (CoC 2 O 4 ), в котором мы обнаружили, что отрицательно заряженные ионы могут легко адсорбироваться на поверхности этого материала во время электролиза. Это побудило нас предположить, что CoC 2 O 4 будет демонстрировать аналогичное поведение с серой и в LSB.

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые построили LSB, добавив слой CoC 2 O 4 на серный катод. Разумеется, наблюдения и анализ показали, что способность CoC 2 O 4 адсорбировать серу позволяет восстанавливать и диссоцировать Li 2 S 6 и LiPS. Кроме того, он подавлял диффузию LiPS в электролит, адсорбируя LiPS на своей поверхности, предотвращая его попадание на литиевый анод и вызывая реакцию саморазряда. Эти действия вместе улучшили использование серы и уменьшили деградацию анода, тем самым увеличив долговечность, производительность и емкость аккумулятора.

Обвиняемый этими открытиями, профессор Ли предвидит электронное будущее, управляемое LSB, чего LIB не могут реализовать.

LSB могут обеспечить эффективный электрический транспорт, такой как беспилотные самолеты, электрические автобусы, грузовики и локомотивы, в дополнение к крупномасштабным устройствам хранения энергии. Мы надеемся, что наши результаты могут приблизить LSB на шаг ближе к коммерциализации для этих целей.

Возможно, появление литий-серных батарей в мире — лишь вопрос времени.

Читайте также

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира