Американские специалисты рассказали, что открыли новую технологию изготовления серных катодов для литий-серных батарей. В результате получаются аккумуляторы со стабильно высокой плотностью энергии. Раньше добиться этого удавалось только для коротких промежутков времени.

Процесс изготовления серного катода, разработанный исследователями Дрексельского университета (США), занимает всего пять секунд. Ранее на это могло уходить до 12 часов. В течение этих пяти секунд сера подвергается воздействию высокого давления и температуры в 140 °C. Подобная экстремальная среда устраняет необходимость в использовании токсичных химикатов или в длительной обработке. Сера плавится, «вдавливаясь» в тонкое нановолокно из монооксида титана.

В таком виде материал показывает гораздо большую стабильность сохранения заряда.

Литий-серные батареи рассматриваются в качестве возможной замены литий-ионным. Исследователей они привлекают потенциально высокой плотностью энергии. По разным оценкам, при одинаковых размерах литий-серные аккумуляторы способны сохранять в пять-десять раз больше энергии, чем литий-ионные. Но ученые никак не могли добиться сохранения этой плотности на протяжении множественных циклов перезарядки.

Десять лет назад для демонстрации технологии в Великобритании был запущен электросамолет с такими батареями. Днем он питался солнечной энергией, а ночью мог рассчитывать только на сохраненную в литий-серных аккумуляторах. Самолет провел в воздухе более трех суток, воодушевив ученых. Но литий-серные батареи так и не стали массовым продуктом. Трехдневный полет был некорректным испытанием. На более длительных промежутках времени катоды в этих аккумуляторах начинают резко деградировать, со временем полностью теряя эффективность, пишет Science Daily.

Открытие американских ученых должно изменить ситуацию, считают сами разработчики. При этом они отмечают, что батареи станут не только стабильнее, но и меньше.

Особенности монооксидных пленок для катодов позволят на 30-50% уменьшить размеры батареи, сохранив при этом прежнюю плотность энергии.

Литий-ионным батареям активно ищут замену, так как эксперты уверены, что они уже вышли на плато собственной эффективности и дальше скачков не будет. Например, стартап NantEnergy разработал воздушно-цинковую батарею, которая, возможно, придет на смену существующим аккумуляторам. А канадские ученые совершили прорыв в изготовлении литий-кислородных батарей. У них, как и у литий-серных была проблема с длительным сохранением плотности.

Источник: hightech.plus