Китайские учёные разработали конструкцию литий-серной батареи. Исследовательская группа под руководством Шэньчжэньской международной аспирантуры Цинхуа заявила, что создала новую молекулярную стратегию, которая повышает эффективность реакций внутри литий-серных батарей и одновременно снижает потери энергии во время работы.
Это достижение может помочь вывести энергетическую плотность батарей далеко за пределы возможностей современных литий-ионных систем. Обычные литий-ионные батареи чаще всего обеспечивают менее 300 ватт-часов на килограмм веса.
Литий-серные батареи давно рассматриваются как альтернатива следующего поколения, поскольку сера дёшева, доступна в изобилии и способна накапливать гораздо больше энергии. Однако химический состав таких батарей по-прежнему трудно стабилизировать при многократных циклах заряда и разряда.
Одной из самых серьёзных проблем литий-серных батарей является образование растворимых промежуточных соединений во время работы. Эти соединения перемещаются по батарее, замедляя реакции и со временем снижая эффективность.
Чтобы решить эту проблему, исследователи ввели так называемый «премедиатор» для электрохимии серы. По словам исследователей, эта добавка остаётся неактивной до тех пор, пока не начнётся реакция серы.
После активации молекула улавливает дрейфующие промежуточные соединения и улучшает перенос заряда внутри батареи. Исследователи заявили, что такая конструкция создаёт более быстрые пути для реакции и стабилизирует общий электрохимический процесс.
Команда также перепроектировала внутреннюю сеть реакций на молекулярном уровне. По словам исследователей, новый подход позволил снизить внутреннее сопротивление батареи на 75% по сравнению с традиционными литий-серными конструкциями.
В лабораторных испытаниях батарея сохраняла стабильную производительность в течение 800 циклов заряда-разряда, сохранив при этом почти 82% своей первоначальной ёмкости.
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1035192/