» Прорывные достижения в разработке аккумуляторов
29.03.2018 10:04

Прорывные достижения в разработке аккумуляторов

Источник перевод для gearmix ()

Они умирают в самое неподходящее время. Сотовые телефоны отключаются, как правило, во время важного разговора, потому что не были вовремя заряжены. Автомобилестроители с энтузиазмом представляют новые электромобили, но они нуждаются в частой подзарядке.

Исследователи в Университете Техаса создали мощный, экологически безопасный материал на основе соединения лития и серы, способный кардинально увеличить ёмкость аккумуляторов. Эта работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

«Ёмкость обычных литий-ионных аккумуляторов ограничена, — говорит д-р Кьонгджэ Чо, профессор материаловедения. — Но люди хотят, чтобы их смартфоны работали дольше».

Срок годности литий-ионных батарей ограничен. Иногда зарядки едва хватает на день. Конечно, было бы много лучше, если бы заряда батареи хватало, скажем, на неделю работы гаджета.

Д-р Чо в составе группы учёных работает над усовершенствованием батарей системы литий-сера, которые считаются следующим шагом после литий-ионных аккумуляторов.

Соединение литий-сера как новое решение

Батареи системы литий-сера имеет важные преимущества над литий-ионными. Они дешевле в производстве, легче, имеют почти вдвое бОльшую ёмкость и безопаснее в плане экологии.

«Большинство исследователей полагают, что аккумуляторы системы литий-сера станут следующим поколением источников питания. Их ёмкость в три-пять раз превышает ёмкость литий-ионных, так что если вы привыкли к телефону, работающему три часа, то с серо-литиевой батарейкой срок работы вырастет до 9―15 часов.»

Но у серо-литиевых батарей тоже есть недостатки. Сера – плохой проводник, и может стать нестабильной всего после нескольких циклов заряд-разряд. Разрушение электродов является другой причиной невысокой популярности таких батарей.

Учёные пытались усовершенствовать батареи литий-сера, помещая литий и серу на разные электроды. Однако литий очень нестабилен, а сера слишком плохой проводник. Учёные разработали технологию, позволяющую создать субстанцию из серо-углеродных нанотрубок, обеспечивающую проводимость на одном электроде, и наноматериал для стабилизирующего покрытия на другом.

Группа д-ра Чо обнаружила, что молибден при объединении с двумя атомами серы образует материал, регулирующий толщину покрытия. Это улучшило стабильность и компенсировало низкую электропроводность серы, в результате выросла плотность энергоёмкости и улучшилась экономическая эффективность таких аккумуляторов.

«Это именно то, что многие искали так долго, — говорит д-р Чо. — Это настоящий прорыв. Сейчас мы пытаемся убрать побочные реакции. Следующим шагом будет доработка технологии до коммерческого уровня».



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.
  1. Serg:

    Сернистый газ относится к сильнодействующим химическим ядовитым веществам — СДЯВ. Как можно назвать это «безопаснее в плане экологии»…