Новое в разработке аккумуляторов

Мы уже настолько привыкли к своим сотовым телефонам, что наша повседневная деятельность не обходится без них. Остановитесь на минуту и оглянитесь вокруг, и вы увидите идущего человека с согнутой рукой и ладонью возле уха с мобильником или сидящего в транспорте человека, ловко перебирая пальцами листающие страницы смартфона. Однако среди всего этого удовольствия возникает момент, когда садится батарея и, как правило, во время важного разговора, потому что не была вовремя заряжена.

К сожалению, это одинаково касается и больших, и маленьких накопителей энергии. Автомобилестроители с энтузиазмом представляют новые электромобили, но они так, же нуждаются в частой подзарядке. Поэтому сегодня все мы заинтересованы в новых разработках аккумуляторов, которые позволили повысить емкость заряда для увеличения времени потребления энергии.

Исследователи Техасского университета (Остин, Техас, США)  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.

Доктор 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 доктора 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 доктор Чо. — Это настоящий прорыв в разработке аккумуляторов. Сейчас мы пытаемся убрать побочные реакции. Следующим шагом будет доработка технологии до коммерческого уровня». Источник

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения