Батарея на литий-серном аккумуляторе с графеновой оболочкой

По сообщению ресурса Phys.org, группа учёных под руководством д-ра Васанта Кумара из Кембриджского университета и проф. Ренджи Чена из Пекинского технологического института создала новый вид катодов для литий-серных аккумуляторов с использованием графена. Учёные использовали так называемые металорганические структуры, которые в последнее время активно исследуются и применяются для хранения водорода, создания различных мембран и катализаторов реакций.

При помощи ультразвука удалось создать пористую углеродную проводящую сетку, где наночастицы серо-углерода хранят энергию и вступают в химические реакции. А если обернуть после этого всё в слой графена, то скорость транспортировки электронов и ионов возрастает. «Наша углеродная “клетка” работает как физический барьер, сдерживающий активные материалы в своей пористой структуре» — рассказывает один из исследователь, Кай Кси. «Увеличивается стабильность циклов зарядки и эффективность аккумулятора». В практическом плане, исследование открывает возможности для создания высокоскоростных не-топотактических (не требующих изменения кристаллической структуры материала) систем хранения энергии.





Литий-серные аккумуляторы – весьма многообещающая технология. Первые их образцы были получены сравнительно недавно, всего 10 лет назад. Конструкция такого аккумулятора схожа с ионно-литиевым аккумуляторами, но вместе с литиевым анодом используется серосодержащий катод, за счёт чего увеличивается его удельная зарядовая ёмкость. Можно также использовать жидкий катод с увеличенной плотностью тока. Достоинство Li-S — удельная ёмкость, составляющая уже у первых моделей до 300 Вт•ч/кг, что в два раза больше ионно-литиевых полимерных аккумуляторов. Теоретическая же удельная ёмкость составляет до 2600 Вт•ч/кг.

К другим достоинствам литий-серного аккумулятора можно отнести отсутствие необходимости использовать компоненты защиты, низкая себестоимость, широкий диапазон температур, при которых такой аккумулятор способен работать, и общую экологическую безопасность. Единственная причина, по которой вы не носите в своём кармане Li-S — очень короткое время жизни (всего 50-60 циклов заряд-разряд). Если эту проблему удастся решить, то нас ждёт светлое будущее с очень долго работающими (а скорее всего, очень мощными) смартфонами.

Источник: geektimes.ru/post/243115/