Informație

Buretele de grafen ajută la stabilizarea bateriilor cu litiu-sulf

Buretele de grafen ajută la stabilizarea bateriilor cu litiu-sulf


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bateriile cu litiu-sulf sunt un tip de baterii reîncărcabile remarcabile pentru energia specifică ridicată capabilă să ofere o densitate teoretică a energiei de peste cinci ori mai mare decât a bateriilor litiu-ion.

Pentru a ne construi viitorul electric, vom avea nevoie de tot felul de baterii noi și puternice, iar cele cu litiu-sulf sunt candidați buni, dar nu sunt încă comercializabile.

ÎN LEGĂTURĂ: VIITORUL BATERIILOR DE ION-LITIU: POATE SĂ SCHIMBĂ CU VERITATE LUMEA?

Acest lucru se datorează faptului că au două probleme principale. Primul este că sulful se dizolvă în electrolit. Al doilea este că moleculele de sulf migrează de la catod la anod.

Un „catolic”

Acum, cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie Chalmers, Suedia, au dezvăluit o descoperire promițătoare pentru bateriile cu litiu-sulf. Descoperirea constă în combinarea catodului și electrolitului într-un singur lichid, ceea ce ei numesc „catolit”.

O baterie tradițională constă din patru părți: doi electrozi de susținere, un anod și un catod și între ei un electrolit, precum și un separator, care acționează ca o barieră fizică, prevenind contactul dintre cei doi electrozi, dar care permite totuși transferul ionilor .

Combinarea catodului și a electrolitului nu numai că poate ajuta la economisirea greutății bateriei, dar are și potențialul de a oferi o încărcare mai bună și o putere îmbunătățită.

Echipa a inventat un aerogel poros, de tip burete, realizat din oxid de grafen redus. Aerogelul grafen acționează ca un electrod de sine stătător în celula bateriei și permite o utilizare mai mare a sulfului.

"Luați aerogelul, care este un cilindru lung și subțire, apoi îl tăiați - aproape ca un salam. Luați felia respectivă și o comprimați pentru a se potrivi în baterie", spune Carmen Cavallo de la Departamentul de Fizică de la Chalmers și cercetător principal al studiului.

"Structura poroasă a aerogelului cu grafen este esențială. Acesta absorb o cantitate mare de catolit, oferindu-vă o încărcare suficient de mare pentru a face ca conceptul de catolit să merite. Acest tip de catolit semilichid este cu adevărat esențial aici. Permite sulful să circule înainte și înapoi fără pierderi. Nu se pierde prin dizolvare - deoarece este deja dizolvat în soluția de catolit ", adaugă Cavallo.

Dar acesta nu este singurul scop al soluției de catolit. De asemenea, se aplică separatorului pentru ca acesta să își îndeplinească rolul de electroliți și să maximizeze în continuare conținutul de sulf al bateriei.

Densitate de energie mai mare

Bateriile cu litiu-sulf sunt foarte dorite datorită densității lor mai mari de energie. Cele mai bune baterii litiu-ion funcționează la aproximativ 300 wați-oră pe kg în timp ce bateriile cu litiu-sulf pot oferi o densitate de energie de aproximativ 1000-1500 wați-oră pe kg.

"Mai mult, sulful este ieftin, extrem de abundent și mult mai ecologic. Bateriile cu litiu-sulf au, de asemenea, avantajul că nu trebuie să conțină fluor dăunător mediului, așa cum se găsește în mod obișnuit în bateriile litiu-ion", spune Aleksandar Matic, profesor la Departamentul de Fizică Chalmers, care conduce grupul de cercetare din spatele lucrării.

Cu toate acestea, până acum bateriile litiu-sulf au fost instabile și, prin urmare, au avut o durată de viață redusă. Noul prototip a demonstrat totuși un 85% reținerea capacității după 350 cicluri prin evitarea tuturor problemelor asociate cu bateriile litiu-sulf.

Studiul este publicat în Jurnalul surselor de energie.


Priveste filmarea: Metoda simpla de incarcare a instalatiei fotovoltaice. (Iunie 2022).