Исследователи случайно нашли способ получения редкой формы серы, которая позволяет создавать более емкие аккумуляторы, не вступает в реакции, разрушающие электролит, и остается стабильной в течение тысяч рабочих циклов.
Количество используемых человечеством электронных устройств постоянно растет и для работы значительной их части требуются батареи. Однако для производства современных аккумуляторов необходимы редкие элементы, такие как кобальт, марганец и никель. Перспективной альтернативой являются литий-серные батареи, которые могут хранить в несколько раз больше энергии, чем литий-ионные, и создаются из более доступного сырья.
Проблема в том, что в процессе их работы образуются полисульфиды, которые попадая в карбонатный электролит вызывают химические реакции, сокращающие емкость и срок службы устройства. Использование невзаимодействующих с ними эфирных электролитов позволяет решить вопрос, но делает аккумуляторы нестабильными, повышая риск быстрого выхода из строя.
Теперь инженеры-химики из Университета Дрекселя разработали новый катод, который состоит из сетки углеродных нановолокон, препятствующих движению серы. Для предотвращения образования полисульфидов команда также решила применить метод утилизации паров. Хотя само по себе его использование не оказало желаемого эффекта, но неожиданно для ученых изменило форму серы, переведя ее в редкую моноклинную гамма-фазу, которая сохранялась даже после года испытаний.
Обычно в таком виде она существует в земных недрах и образуется под действием высоких температур и давления. Ранее ученым всего несколько раз удавалось получить стабильную моноклинную гамма-фазу серы, которая длилась не более 30 минут. К удаче химиков, она не вступает в реакцию с карбонатным электролитом и не участвует в образовании полисульфидов.
Катод оставался стабильным даже после 4000 рабочих циклов, что эквивалентно 10 годам регулярной эксплуатации устройства. Созданный с его использованием прототип аккумулятора имел втрое большую емкость по сравнению со стандартным литий-ионным.
Напомним, что в прошлом году ученые также разработали пасту на основе магния, которая может накапливать в 10 раз больше энергии, чем обычный аккумулятор.
Исследователи случайно нашли способ получения редкой формы серы, которая позволяет создавать более емкие аккумуляторы, не вступает в реакции, разрушающие электролит, и остается стабильной в течение тысяч рабочих циклов.
Загрузка ...
