Дешевле и экологичнее. Ученые представили альтернативу литий-ионным аккумуляторам
Исследования в области хранения энергии достигли нового уровня благодаря работе исследователей из Университета Аделаиды и Тяньцзиньского университета.
Ученые представили новые данные, которые могут повлиять на развитие мощных литий-серных (Li-S) батарей — многообещающей альтернативы широко используемым литий-ионным (LiB) аккумуляторам.
Литий-серные батареи имеют потенциал быть дешевле, более экологичными и иметь более высокую плотность энергии, поскольку на Земле много серы. Однако их применение до сих пор ограничено из-за малого срока службы и высокой скорости саморазряда. Эти проблемы связаны с химической реакцией восстановления серы (SRR), которая играет ключевую роль в работе Li-S батарей.
Исследователи провели анализ SRR при высоких скоростях тока, представив новую кинетическую тенденцию реакции. Они также создали нанокомпозитный углеродный электрокатализатор, который значительно улучшил производительность Li-S батарей, сохраняя разрядную емкость на уровне около 75%.
Используя принципы Ле Шателье, исследователи установили связь между концентрацией полисульфида и кинетическими токами SRR. Они показали, что повышенные концентрации полисульфида способствуют более быстрой кинетике реакции, что может быть использовано для улучшения работы Li-S батарей.
Для подтверждения своих результатов исследователи использовали данные синхротронной рентгеновской адсорбционной спектроскопии и провели вычисления молекулярных орбиталей.
В результате этой работы был создан новый электрокатализатор, который значительно улучшил сохранение емкости и циклическую стабильность Li-S батарей. Это открытие может вдохновить на разработку других эффективных катализаторов и способствовать развитию новых технологий мощных Li-S аккумуляторов, что, в свою очередь, может привести к революции в области хранения энергии и развитию устойчивых источников питания для различных устройств.
