Naukowcy twierdzą, że przełom w dziedzinie akumulatorów siarkowych może być przyszłością samolotów elektrycznych, pociągów i samochodów

Naukowcy twierdzą, że przełom w dziedzinie akumulatorów siarkowych może być przyszłością samolotów elektrycznych, pociągów i samochodów


LitBaterie jonowe, czyli te, które znajdują się w większości smartfonów i samochodów elektrycznych, można by wymienić na zupełnie nowy skład chemiczny, dzięki któremu będą działały jeszcze wydajniej.

Standard baterii jest stosowany w różnych urządzeniach – w tym w laptopach, smartwatchach i e-papierosach – ale baterie po prostu nie nadążają za rozwój technologii konsumenckich.

Jako potencjalną alternatywę sugerowano akumulatory litowo-siarkowe, ale akumulacja siarczku litu i polisiarczku litu ostatecznie powoduje degradację akumulatorów.

Jednak akumulatory siarkowe są znacznie tańsze i mogą stanowić rozwiązanie problemu akumulatorów – o ile naukowcy znajdą sposób na złagodzenie problemu.

Rozwiązaniem, według naukowców z Gwangju Institute of Technology (GIST) w Korei Południowej, jest znalezienie katalizatora – substancji, która może być wykorzystana podczas reakcji chemicznej do zmiany reakcji bez jej zużycia – która spowodowałaby degradację litowo-siarkowego baterie odwracalne podczas użytkowania.

„Szukając nowego elektrokatalizatora do akumulatorów litowo-siarkowych, przypomnieliśmy sobie poprzednie badanie, które przeprowadziliśmy ze szczawianem kobaltu (CoC2O4), w którym odkryliśmy, że ujemnie naładowane jony mogą łatwo adsorbować się na powierzchni tego materiału podczas elektrolizy ”- wyjaśnił profesor Jaeyoung Lee.

„To zmotywowało nas do postawienia hipotezy, że szczawian kobaltu wykazywałby podobne zachowanie z siarką również w akumulatorach litowo-siarkowych”.

Naukowcy przetestowali swoją hipotezę, wykonując akumulator litowo-siarkowy poprzez dodanie warstwy szczawianu kobaltu na katodzie siarkowej.

Okazało się, że katalizator był w stanie absorbować siarkę i umożliwiać stały siarczek litu i ciekły polisiarczek litu. Absorpcja zapobiegała również samorozładowaniu akumulatora litowo-siarkowego, co oznacza, że ​​żywotność, wydajność i magazynowanie energii uległy poprawie.

Profesor Lee zasugerował, że nowe baterie mogłyby „umożliwić efektywny transport elektryczny, na przykład w bezzałogowych statkach powietrznych, autobusach elektrycznych, ciężarówkach i lokomotywach, oprócz urządzeń do magazynowania energii na dużą skalę”.

Gwangju Institute of Technology, którego badania zostały opublikowane w ChemSusChem, nie jest jedyną organizacją akademicką, która przyglądała się tym badaniom.

W 2017 roku naukowcy z Berkeley Lab opracowali również metodę zastępowania siarki wodorostami, które, jak twierdzą, będą w stanie zapewnić baterie i jeszcze dłuższą żywotność.

To dlatego, że jak Zgłoszono przewodowewodorosty mogą być stosowane jako spoiwo utrzymujące razem substancje czynne podczas reakcji z siarką, tak aby się nie rozpuściły.

„Istnieje duże zapotrzebowanie na magazynowanie energii, ale jest bardzo mało substancji chemicznych, które mogą sprostać docelowym kosztom” – powiedział Gao Liu, naukowiec zajmujący się bateriami.

„Siarka to bardzo tani materiał – praktycznie za darmo. A pojemność energetyczna jest znacznie wyższa niż litowo-jonowa. Tak więc litowo-siarkowy związek chemiczny może potencjalnie spełnić ten cel ”.



Source link