Lítiovo-sírové batérie majú veľký potenciál využitia, vedci riešia ako predĺžiť ich životnosť.
O lítiovo-sírových batériách sa už dlho vie, že sa vyznačujú vyššou skladovacou kapacitou ako iónová konkurencia. No ich hlavným problémom je krátky životný cyklus. Možno ich dobiť iba 50 – 100 krát. Preto sú prakticky nepoužiteľné v porovnaní iónovými, kde táto životnosť predstavuje 1000-násobné dobitie.
Vedci z University of Southern California však vyvinuli novú technológiu, ktorá z nich robí účinnejší prostriedok skladovania elektriny ako lítiovo-iónové batérie.
V januárovom vydaní časopisu Journal of the Electrochemical Society autori Sri Narayan a Derek Moy predstavili spôsob, akým zmenili lítiovo-sírové batérie tak, že môžu konkurovať bežne používaným iónovým.
Dôležitá membrána predlžuje životnosť batérie
Háčik vylepšenia batérie spočíva v špeciálnej kondukčnej membráne z nepriepustného materiálu. Je umiestnená medzi dvomi priepustnými vrstvami ponorenými v elektrolytoch a dvomi elektródami.
Účelom membrány je zabrániť alebo aspoň znížiť priechod rozpustených polysulfidov medzi anódou a katódou. Práve tento proces prispieva ku znižovaniu životnosti batérií. Membrána zároveň umožňuje pohyb iónov lítia, teda rovnaký proces aký prebieha v lítiovo-iónových batériach.
Vedci zistili, že použitím membrány sa v plnej miere zachováva kapacita, a to aj pri rôznej dĺžke vybíjania. Zároveň jej prítomnosť vedie ku štvornásobnému zvýšeniu životnosti v porovnaní s batériami bez membrány.
Obrázok: USC
Zvýšenie účinnosti nabíjania - kľúč ku komerčnému používaniu
“Tento pokrok odstraňuje jednu z významných technických prekážok na ceste ku komerčnému používaniu lítiovo-sírových batérií. Umožňuje realizovať lepšie riešenia z hľadiska energetickej účinnosti. Teraz sa môžeme zamerať na zlepšovanie ostatných častí vybíjania a nabíjania batérie, ktoré poškodzujú jej celkový životný cyklus,” tvrdí Narayan.
Pohyb polysulfidov spôsobuje samovybíjanie, slabú účinnosť nabíjania a nevratné straty kapacity batérie. “Zastavenie tohto pohybu nás priblíži k batérii s dva až trikrát vyššou energetickou hustotou ako majú súčasné lítiovo-iónové batérie,” píšu vedci vo zverejnenej práci.
V súčasnosti najpoužívanejšie lítiovo-iónové batérie nachádzajú uplatnenie od elektroniky až po poháňanie elektromobilov.
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.