Litowo-siarkowe akumulatory półprzewodnikowe nabrały nowego sensu
Już nie raz pisaliśmy o tym, dlaczego badacze rozwijają właśnie półprzewodnikowe akumulatory litowo-siarkowe, które składają się ze stałego elektrolitu, anody z metalu litowego i katody siarkowej. Te akumulatory są cenione za swój potencjał przewyższenia powszechnych akumulatorów litowo-jonowych (te znajdują się m.in. w naszych samochodach czy smartfonach) pod względem przystępności cenowej i gęstości energii.
Czytaj też: Wodne akumulatory, którym ogień niestraszny. Niedawno odbył się kluczowy test
Dzięki zdolności magazynowania podwójnej ilości energii na kilogram w porównaniu z odpowiednikami litowo-jonowymi, te akumulatory mogą zrewolucjonizować pojazdy elektryczne, podwajając ich zasięg bez konieczności dodawania dodatkowej wagi. Problem w tym, że tego typu akumulatory od zawsze dręczy katodowy problem, sprowadzający się do słabej przewodności oraz znacznych zmian objętościowych podczas cykli ładowania i rozładowywania. Teoretycznie więc wystarczy rozwiązać problem katody w tym typie akumulatorów, aby zapewnić rynkowi rewolucyjny magazyn energii elektrycznej.
Czytaj też: W Chinach mają już ultra szybkie akumulatory do elektryków. Zadziałają nawet zimą
Inżynierowie z California University w San Diego opracowali nowy materiał katodowy, który może znacznie poprawić wydajność i żywotność akumulatorów litowo-siarkowych ze stałym elektrolitem. Innowacja ta polega na integracji cząsteczek jodu z kryształami siarki, co zwiększa przewodność elektryczną materiału o jedenaście rzędów wielkości. Oznacza to, że tego typu katoda jest sto miliardów razy bardziej przewodząca względem samej siarki. Jednocześnie materiał ten nie tylko znacznie poprawia przewodność, ale także charakteryzuje się niskim punktem topnienia na poziomie ledwie 65 stopni Celsjusza. Efekt? Zagwarantowane ciągłe przechodzenie procesu “odbudowy” połączenia między katodą a stałym elektrolitem poprzez zwyczajne rozgrzanie tej pierwszej w “procesie regeneracji”.
Czytaj też: Czy ten akumulator wejdzie do elektryka? Niezwykła bateria Chińczyków czyni cuda
Tak oto ten proponowany innowacyjny materiał katodowy obiecuje pokonać kluczowe przeszkody na drodze do komercjalizacji półprzewodnikowych akumulatorów litowo-siarkowych, oferując ścieżkę do magazynów energii, które nie tylko mają wysoką gęstość energii, ale także są zdolne do samonaprawy. W testach akumulator wykorzystujący ten materiał wykazał niezwykłą stabilność i zachował 87 procent swojej pojemności po ponad 400 cyklach ładowania i rozładowania. Teraz trwają prace nad poprawą tego wyniku, co finalnie może zakończyć się wprowadzeniem nowego typu akumulatorów na rynek.
