Захар увеличава 5 пъти капацитета на батерията

От Мелбърн до Сидни с едно зареждане: новата технология на литиево-сярна батерия, разработена от учени в Университета Монаш, може да съхранява от два до пет пъти повече енергия
(снимка: Monash University)

Учени от цял ​​свят се борят за увеличаване на капацитета на литиевите батерии. Предполага се, че литиево-серните батерии могат да бъдат добър заместител на литиево-йонните, но те имат проблеми със стабилността. Сега изследователите са намерили решение на този проблем.

Сред многото вълнуващи технологии за батерии от следващо поколение, литиево-сярната батерия е една от най-обещаващите. Потенциално големият ѝ капацитет обяснява интереса към технологията, но поради проблеми със стабилността такива батерии все още не са разработени адекватно.

Тъй като положителният серен електрод на батерията се разширява и свива по време на зареждане, той е постоянно изложен на силни механични натоварвания и бързо се износва. Отрицателният електрод междувременно се замърсява със серни съединения.

Химици от университета Монаш в Австралия са намерили решение на половината от този проблем. По-рано учените разработиха специално свързващо вещество, което създава допълнително пространство около серните частици, така че да имат място за безопасно разширяване по време на зареждане. Резултатът е литиево-сярна батерия с голям капацитет, способна да издържи над 200 цикъла на зареждане/разреждане.

Сега учените се насочват към другата половина на проблема – замърсяването на отрицателния електрод. Изследователите успяха да разрешат и тази част от пъзела, като се обърнаха към метод, предложен преди повече от 30 години за предотвратяване на разграждането в геоложките седименти, използвайки някои вещества на основата на захар.

Учените са включили добавка на базата на захар в мрежестата архитектура на електрода, която действа като свързващо вещество и образува микроструктури, които помагат да се регулира поведението на полисулфидния замърсител. Експерименталната клетка, съдържаща захар, показва капацитет от около 700 mAh/g, който се поддържа в продължение на 1000 цикъла.

Все още има някои проблеми, които трябва да бъдат решени преди въвеждане на литиево-серните батерии в смартфоните и електрическите превозни средства, но надеждата е, че когато това се случи, такива устройства могат да се използват за много по-дълги периоди от време.

Според изследователите, новите батерии могат да съхраняват от 2 до 5 пъти повече енергия от другите литиеви батерии и с подобряване на стабилността им, ще станат напълно конкурентни на доминиращата технология на пазара.