Ученые разрабатывают необычный материал, который может открыть двери для батарей будущего: «Более высокая плотность энергии и лучшая общая производительность»
Пионеры на передовой линии исследований аккумуляторов уже ищут следующий рубеж «за пределами» литий-ионной науки. И специальная добавка может стать секретом разблокировки многообещающей технологии, по словам экспертов Аргоннской национальной лаборатории.
План — если использовать подходящую транспортную терминологию — заключается в улучшении транспортного сообщения путем строительства автомагистрали.
Команда изучает литий-серные (Li-S) батареи с литий-металлическим анодом и серным катодом. Такое сочетание может хранить больше электроэнергии на фунт. Согласно пресс-релизу из Аргонна, в пакете также используются менее дорогие материалы, которые не так зависят от иностранных поставок.
Лабораторная группа полагает, что «батареи могут достичь более высокой плотности энергии и лучшей общей производительности», — сказал химик Гуйлян Сюй в своем резюме.
Но сначала нужно преодолеть несколько значительных препятствий. Упаковки имеют короткие жизненные циклы «из-за нежелательной миграции полисульфидных ионов и неравномерного распределения и возникновения химических реакций в системе», согласно отчету Аргонна.
В отличие от других батарей, Li-S-пакеты циклируются благодаря химическим реакциям, которые преобразуют серу в полисульфидные соединения. Хитрость заключается в том, чтобы убедиться, что соединения попадают туда, куда нужно. Часть полисульфидного «материала» с катода осаждается на аноде, когда он перемещается между ними, ограничивая эффективность, продолжило резюме.
Вот тут-то и вступает в дело добавка, вызывающая строго контролируемую реакцию. Она образует пленку на обоих электродах.
«Главное — обеспечить незначительную реакцию для формирования пленки, а не непрерывную реакцию, которая расходует материал», — сказал Сюй в отчете.
Исследователи описывают внутреннюю химию, включая улучшенный электролит, как формирование ионной «магистрали», которая способствует движению ионов.
Эксперты в других местах также экспериментируют с серной химией. В Австралии группа работает над аккумулятором, который обещает сократить время зарядки. Ученые в Аргентине странным образом используют коровью шерсть в аккумуляторных элементах.
Все эти прорывы способствуют электрификации наших транспортных и энергетических систем. Переход важен, поскольку мы работаем над ограничением загрязнения воздуха, задерживающего тепло, которое, по данным Всемирной метеорологической организации, является частью «порочного круга», включающего в себя риски лесных пожаров.
Вы можете помочь, сократив время, которое вы проводите за рулем своего бензинового велосипеда. Электровелосипед — отличный способ сократить расходы на топливо, уменьшить загрязнение и заняться спортом. В зависимости от того, где вы живете, налоговые льготы могут даже помочь оплатить двухколесный транспорт.
А в скором времени электровелосипеды, возможно, будут работать на литий-серных аккумуляторах, эффективность которых повысится за счет ионов, перемещающихся по «магистрали», разработанной в Аргонне.
Добавка хорошо себя зарекомендовала. Далее команда Сюй намерена изучить другие части пакета, которые могут нуждаться в некоторой поддержке, помогая стабилизировать операции, повышая безопасность и способствуя «их коммерческому принятию».
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения