Нов вид високоефективна литиева батерия разчита на сярата – евтин,

Нов тип високоефективна литиева батерия разчита на сярата – на ниска цена, несметен и елементарно наличен материал (снимка: CC0 Public Domain)

Учени създадоха нова формула за литиево-серна батерия, която лека, евтина, с висока енергийна компактност, безвредна и дълготрайна. Тя може да откри приложение в системите за предпазване на възобновима сила, електрическите автомобили и бъдещите летящи транспортни средства.

За разлика от съществуващите литиево-йонни акумулатори, които употребяват никел, кобалт и други скъпи редкоземни детайли материали за катода, литиево-серната батерия разчита на сяра – на ниска цена и елементарно наличен химичен детайл, един от най-разпространените на планетата. Това способства доста за намаляването на индустриалните разноски. Литиево-серната батерия се смята за обещаващ претендент за батерия от последващо потомство, защото теоретично може да обезпечи енергийна компактност, почти 5 пъти по-висока от тази на литиево-йонните сътрудници.

Има обаче няколко провокации, които би трябвало да бъдат преодолени, с цел да се случи комерсиализацията на литиево-серната батерия. Когато литият срещне сяра по време на процеса на зареждане/разреждане се образуват по този начин наречените „ литиеви полисулфиди “ – като промеждутъчен артикул. Процесът на разтваряне, който следва, на собствен ред води до загуба на катодния материал при многократното зареждане/разреждане. Това е проблем, директно обвързван с дълготрайността нна батерията и нейната сигурност.

Сега група учени от Корейския институт за електротехнологични проучвания (KERI) са рааработили „ евтина и гъвкава литиево-серна батерия с висока енергийна компактност “, анонс за която се появи в журнала „ Small ”. В своята разработка екипът на KERI е употребявал деен въглен и фосфор.

Влакната от деен въглерод с микропори се употребяват необятно в разнообразни типове филтри и избелващи средства с помощта на способността си за всмукване. Изследователският екип е приложил дейния въглен като материал за покритие на сепаратора за хващане на литиеви полисулфиди, генерирани по време на цикъла на зареждане/разреждане. Наред с това изследователският екип е приложил мощно абсорбиращ фосфор към въглеродния материал за химическо хващане. Този мултимодален метод за хващане е съдействал за попречване на утежняването на продуктивността на литиево-серната батерия заради въздействието на литиевите полисулфиди.

Наред с това изследователският екип сполучливо е нараснал използваемостта на Li-S батерията, подобрявайки нейната еластичност. За задачата учените приложили материал от въглеродни нанотръби с висока проводимост, интензитет и еластичност към серния катод. Това е разрешило увеличение на енергийната компактност и възстановяване на издръжливостта при прегъване.

Счита се, че литиево-серната батерия, създадена от KERI, има най-високата енергийна компактност в света от 400Wh/кг. Изгледите за комерсиализация на литиево-серната батерия са обещаващи, поради комбинацията от висока енергийна компактност, сигурност на работата (дълголетие), еластичност и съществуващите преимущества – ниско тегло, досегаемост на материала, самостоятелност от доставчиците и ниска цена.

Очаква се литиево-серните акумулатори да намерят приложение значително в региона на бъдещата авиационна подвижност, където се изискват лекост, потенциал и продължителност, както и при аерокосмическите ситеми, електрическите автомобили, дроновете, летящите коли.