Пробив при литиево-серните батерии обещава добри дни за електрическите коли

Комерсиалната употреба на сярата датира от векове, но тя може да се окаже ключът към едно ново поколение батерии с теоретично ултра-висока енергийна плътност и относително ниска цена.

Принципите на литиево-ерните батерии са познати от десетилетия. Въпреки това практическите решения на химическите проблеми при тези клетки все още не са достатъчни.

Сега едно ново проучване, публикувано в списание Nature Communications, описва нов възможен начин за решаване на едно от тези предизвикателства.

battery-pack-assembly-for-2015-chevrolet-spark-ev-electric-car-at-gms-brownstown-michigan-plant_100466967_l

При литиево-серните батерии серните и литиевите сулфиди изолират реактивните елементи, което прави по-трудно преминаването на йоните. Това на свой ред изисква добавянето на проводими добавки. От своя страна това намалява активната фракция на сярата, която може да реагира с лития за производството на електроенергия.

Има и втори проблем: сярата се разтваря бавно в електролита, който пренася йоните от единия елемент към другия. Така тя го замърсява и забавя преминаването на йоните.

Въпреки че е отдавна е известно, че титаниевият оксид може да стабилизира сярата, екип от изследователи от Университета на Ватерло в Онтарио, Канада, и химическата компания BASF е установил, че нано-листове от манган правят това даже още по-добре.

Много малко изследователи изучават или преподават сярната химия вече“, казва проф. Линда Назар, която ръководи съвместния изследователски екип. Тя признава иронията на факта, че се налага човек да погледне „толкова много назад в литературата“ за решаването на такъв важен проблем на съвремието.

Ето какво гласи техният доклад:

Литиево-сярната батерия се радва на силен интерес, тъй като нейната теоретична енергийна плътност надвишава тази на литиево-йонните батерии при много по-ниска цена. Ала практическите приложения все още са възпрепятствани от намаляващия капацитет заради образуването на полисулфиди.

Тук ние говорим за стратегия за улавянето на полисулфидите в катода, разчитайки на химически процес, при който имаме „домакин“ – нано-листове от манганов оксид в прототипа – реагиращ с първоначално образуваните литиеви полисулфиди, така че да образува … междинни продукти.

Композитът от сяра и манганов диоксид…… проявява реверсивен капацитет, който е сред най-добрите, виждани досега. Освен това ние показваме, че този механизъм може да се приложи и с графенов оксид, и предполагаме, че той би могъл да бъде разгърнат много по-широко.

Както при всеки пробив в химията на батериите….. си струва да си спомняме, че обещаващите резултати в лаборатория може и да не се трансформират в работещи клетки, които да могат да бъдат произвеждани в големи обеми и икономически изгодно.

Важно е също да се отбележи, че времето между постигането на тези лабораторни резултати и вграждането на получените нови батерии е най-малко 10 години…“

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*