W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Zaawansowane akumulatory litowo-siarkowe zapewniające więcej energii

Pixabay.com

2021-10-19

Konsorcjum badawczo – rozwojowe, w skład którego wchodziło 11 partnerów z pięciu państw (m.in. koncerny motoryzacyjne Renault i Volvo) opracowało innowacyjny skład chemiczny akumulatorów litowo-siarkowych, który powinien lepiej spełniać wymagania dotyczące gęstości energii w pojazdach elektrycznych.

W porównaniu z powszechnie stosowanym akumulatorem litowo-jonowym baterie litowo-siarkowe oferują wiele ważnych korzyści. Siarka jest lekka i występuje w dużych ilościach. Charakteryzuje się dużą wydajnością energetyczną i dużą głębokością rozładowania. Jednakże problemem istniejącej technologii akumulatorów litowo-siarkowych jest słabe przewodnictwo elektryczne katody i nieodwracalna utrata materiałów aktywnych w wyniku rozpuszczenia elementów litowo-siarkowych w elektrolicie.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu naukowcy wprowadzili nowe rozwiązania w celu wyeliminowania tych problemów. Zespół wykorzystał zbiorniki wielosiarczków o zmodyfikowanych powierzchniach do zwiększenia stabilności katod litowo-siarkowych. Proponowany układ o dużym polu powierzchni umożliwia słabą adsorpcję wielosiarczków pośrednich i odwracalną desorpcję. W ten sposób można w pełni wykorzystywać materiał aktywny.

Dokładniejsze zrozumienie wpływu pola powierzchni i interakcji zachodzących między elektrolitem a siarkowymi kompozytami katody wymaga wiarygodnych technik charakteryzowania. W ramach projektu stworzono różnorodne narzędzia do analizowania akumulatorów Li-S na różnych etapach ładowania i rozładowywania. Pozwoliły one lepiej poznać właściwości elektrochemiczne akumulatora litowo-siarkowego. Uczestnicy projektu wykorzystali je do skutecznego monitorowania procesów formowania i dyfuzji (migracji) wielosiarczków w różnych częściach akumulatora litowo-siarkowego.

Badacze z powodzeniem zbadali różnorodne materiały węglowe, które mogą być wykorzystane jako struktury przyjmujące siarkę. Nacisk został położony na to, w jaki sposób kształt materiału węglowego wpływa na właściwości elektrochemiczne akumulatora i jak skład chemiczny wpływa na zmniejszanie pojemności. Skupiono się także na opracowaniu metod syntezy na dużą skalę.

Prace w ramach projektu doprowadziły do opracowania trzech generacji prototypowych akumulatorów litowo-siarkowych. Zaadaptowane separatory, elementy litowe i elektrolity posłużyły do przygotowania 12 ogniw prototypowych w konfiguracji standardowej. Naukowcy badali również alternatywne technologie wykorzystania litu i siarki: połączenie związków litu i krzemu w anodzie i siarki w katodzie, testowanie wydajności akumulatora przepływowego przy użyciu katolitu oraz stworzenie akumulatora siarkowego w stanie stałym na bazie separatora ceramicznego.

Projekt zaproponował praktyczne rozwiązania problemów chemicznych związanych z akumulatorami litowo-siarkowymi. Dzięki wysokiej gęstości energii i stosunkowo niskiej cenie akumulatory litowo-siarkowe oferują wielkie korzyści dla pojazdów elektrycznych, umożliwiając dłuższą jazdę bez konieczności ładowania.

baterie litowo - siarkowe badania i rozwój

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos

Ten artykuł nie został jeszcze oceniony.