Akkumulátor Blog

Ez az áttörés forradalmasíthatja a lítium-kén akkumulátorokat

2021.05.25

A lítium-kén (Li-S) akkumulátorok könnyű súlyuk és nagy elméleti energiatároló kapacitásuk révén ígéretes alternatívát jelentenek a hagyományos lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokkal szemben a nagyobb méretű energiatároló rendszerek és elektromos járművek számára. Jelenleg viszont a Li-S akkumulátorok legnagyobb gyengesége az alacsony élettartam.

Most a koreai Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) tudósai felfedezték egy új katalizátor anyag azon képességét, amely jelentős mértékben képes javítani a lítium-kén akkumulátorok élettartamát, ezáltal hatalmas kereskedelmi potenciált biztosítva számukra.

A probléma

A legtöbb elektronika eszköz jelenleg újratölthető lítium-ion akkumulátorral működik, de ezeknek az akksiknak az energiatárolási kapacitása nem elegendő a nagyszabású energiatároló rendszerek számára. Ezzel szemben a Li-S akkumulátorok nagyobb elméleti energiatároló kapacitásuk és alacsonyabb költségeik miatt hasznosak lehetnek ilyen célokra.

Ugyanaz a mechanizmus, amely ezeket az energiákat biztosítja számukra megakadályozza, hogy a lítium-kén akkumulátorok igazán széles körben elterjedhessenek. A Li-ion akkukkal ellentétben a Li-S akkumulátorokban a reakcióút szilárd lítium-szulfid és folyékony lítium-poliszulfid felhalmozódásához vezet, ami a kén katód (pozitív töltésű elektróda) aktív anyagának elvesztését és a lítium anód (negatív töltésű elektróda) korrózióját okozza. Az akkumulátor élettartamának javítása érdekében a tudósok olyan katalizátorokat kerestek, amelyek használatuk során ezt a lebomlást hatékonyan visszafordíthatóvá tehetik.

Az áttörés

Egy friss tanulmányban, amelyet a ChemSusChem akadémiai folyóiratban publikáltak, a GIST tudósai egy áttörésről számoltak be a lítium-kén akkumulátorok élettartamával kapcsolatban.

„Miközben új elektrokatalizátort kerestünk a lítium-kén akkumulátorokhoz, felelevenítettük egy korábbi kobalt-oxaláttal végzett kutatásunkat, amelynek során azt tapasztaltuk, hogy a negatív töltésű ionok könnyen felszívódhatnak ezen anyag felületén az elektrolízis során. Ez arra ösztönzött bennünket, hogy azt feltételezzük, a kobalt-oxalát hasonló viselkedést mutat a kénnel a lítium-kén akkumulátorokban is” – mondta Jaeyoung Lee professzor, a kutatás vezetője.

Hipotézisük teszteléséhez a tudósok egy Li-S akkumulátort készítettek, amelynek a kénkatódján elhelyeztek egy kobalt-oxalát réteget. A kobalt-oxilátot a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosításának folyamata során állítják elő.

A megfigyelések és az elemzések rámutattak, hogy a kobalt-oxalát kénfelvevő képessége lehetővé tette a szilárd lítium-szulfid és a folyékony lítium-poliszulfid redukcióját és elválasztását. Ezenkívül elnyomta a folyékony lítium-poliszulfid szétterjedését az elektrolitban azáltal, hogy felszívta a folyékony lítium-poliszulfidot, ezáltal megakadályozta, hogy elérje a lítium-anódot, amivel önkisüléses reakciót váltana ki. Ezek a műveletek együttesen javították a kén felhasználását és csökkentették az anód lebomlását, ezáltal egyszerre növelték az akkumulátor élettartamát, teljesítményét és energiatároló kapacitását is.

Lee professzor úgy gondolja, hogy a csapat kutatási eredményeinek köszönhetően a lítium-kén akkumulátorok előtt fényes jövő állhat nemcsak az elektromos autózásban, de számos olyan területen is, ahol a lítium-ion egységek jelenleg nem versenyképesek.

alapjarat.hu


Kapcsolódó információk

2018.07.15

Néhány érv, miért rosszabb a vezeték nélküli mobiltelefon töltés

Pár éve még az androidosok extrája volt, ma már – főként az iPhone piacra lépésével – majdnem előírássá vált, hogy […]

további részletek
2015.11.15

5 hatásos tipp az okosmobil gyorsítására

Idővel a puszta használattól lelassulnak az Androidok. Néhány egyszerű módszer alkalmazásával újra gyorsak lesznek. Még tárhelyet is nyerünk az alább […]

további részletek
2011.04.01

Explorer 9-cel később merül le a notebook

A böngésző-szoftverek gyártói rendre találnak új szempontokat, melyek alapján a böngészőket folyamatosan versenyeztetik. A Microsoft újabb szemponttal állt elő…

további részletek
2014.11.15

Ólommal még jobb a folyékonyfém akkumulátor

Az MIT kutatói évek óta kísérleteznek folyékonyfém akkumulátorok fejlesztésével, és bár más tudóscsoportoknak is akadtak hasonló próbálkozásaik, Donald Sadoway és […]

további részletek