Ломает стереотипы: необычный выбор материала дает невероятно долговечные аккумуляторы

Огромное увеличение использования мобильных технологий, носимой электроники, а также широкий спектр портативных устройств в целом за последние несколько десятилетий привели ученых по всему миру искать следующий прорыв в аккумуляторах. Литий-серные аккумуляторы (младших разрядов) — состоят из серы на основе катода и анода литий погружают в жидкий электролит — перспективными кандидатами для замены вездесущий литий-ионный аккумулятор из-за их дешевизны и нетоксичности и обилие серы.

Однако, использование серы в аккумуляторах сложно по двум причинам. Во-первых, во время «разрядки» цикла, растворимых полисульфидов лития (губы) образуют на катоде, диффундируют в электролит, и анод, где они постепенно деградируют емкость батареи. Во-вторых, сера является непроводящим. Таким образом, кондуктивная и пористые материалы необходимо разместить серы и одновременно ловушка губы на катоде. В недавнем прошлом, принимающих структур на основе углерода были изучены из-за их электропроводности. Однако узлы на основе углерода не ловушка губы.

В недавнем исследовании, опубликованном в передовых энергетических материалов, ученые из Института Тэгу gyeongbuk науки и техники в работе предложен новый узел структуры под названием «тромбоцитов упорядоченных мезопористых кремнеземов (ПМ).» Что необычного в их выборе заключается в том, что кремнезем, недорогой металл-оксид, на самом деле является непроводящим. Однако, кремнезема очень полярны и привлекает других полярных молекул, таких как губы.

При применении токопроводящей углеродной основе агента помпоны структуры, исходной твердой серы в порах структуры растворяется в электролите, а оттуда он диффундирует к токопроводящей углеродной основе агента должны быть сокращены для создания губ. Таким образом, сера эффективно участвует в необходимых электрохимических реакций, несмотря на кремнеземов non-проводимость. Между тем, Полярная природа помпоны гарантирует, что на губах остается вблизи катода и от анодного.

Ученые также построил аналогичный неполярный, с высокой проводимостью обычных пористых углеродных структур для выполнения сравнительных экспериментов с помпонами структуры. Проф Йонг-Сунг ю, возглавлявший исследование, отмечает: «батареи с хозяином углерода обладает высокой начальной емкостью, которая вскоре падает из-за слабого взаимодействия между неполярными углерода и губы. Структура кремнезема четко сохраняет гораздо больше серы в течение непрерывного цикла; это приводит к значительно большей удерживающей способности и стабильность в течение 2000 циклов».

Однако, все это является, пожалуй, наиболее важную информацию, чтобы извлечь из этого исследования заключается в том, что хозяин структур для младших разрядов не нужно, а ща, как считалось ранее. Проф комментарии ю: «наши результаты вызывают удивление, так как никто не может когда-либо думал, что непроводящих кремнезема может быть весьма эффективным серы хозяина и даже опережать государство-оф-искусства проходит углерода». Данное исследование расширяет выбор материалов для младших разрядов и может привести к смене парадигмы в реализации следующего поколения серные аккумуляторы.

сделать разницу: спонсорские возможности