Nikljeva pena izboljša delovanje litij-žveplovih baterij

Raziskovalci na Univerzi Shantou in Pekinškem tehnološkem inštitutu so razvili novo vrsto pene na osnovi niklja, ki je zasnovana za blažitev učinka premikanja, povečanja prostornine in drugih težav, ki pestijo litij-žveplove baterije, je izvedel FT.com. "Razcvetni razvoj električnih vozil zahteva tehnologije za shranjevanje energije naslednje generacije z visoko energijsko gostoto, nizkimi stroški in dolgo življenjsko dobo," je v izjavi za medije dejal Lv Fushen, višji avtor študije, ki je predlagala rešitev. "Litij-žveplove baterije veljajo za obetaven sistem za shranjevanje energije zaradi svoje ultra-visoke energijske gostote in velike teoretične zmogljivosti. Vendar pa jih omejujejo slaba elektronska prevodnost žvepla, spremembe prostornine katode in učinek shuttle. Lu je pojasnil, da pretvorba polisulfidov med polnjenjem in praznjenjem je zapleten večfazni prehod. Topljivi litijevi polisulfidi (LiPS) difundirajo skozi porozni separator do negativne elektrode in reagirajo s kovinskim litijem, da tvorijo netopen litij, kar povzroči "učinek čolna", ki poslabša kapaciteto praznjenja in kroženje To je ena glavnih napak, ki resno ovira obsežno komercializacijo litij-žveplovih baterij.
Učinkovita katoda "Trenutno so ovire litijevih baterij premagane predvsem z zasnovo elektrod in elektrolitov," je dejal Lu. Da bi povečali absorpcijsko sposobnost litijevega polisulfida in povečali nastajanje aktivnega žvepla med polnjenjem in praznjenjem, so elektrode običajno sestavljene iz poroznih vmesnih plasti z visoko katalitično aktivnostjo. Po mnenju Luja so bili uporabljeni številni nanodelci kovinskega oksida ali organsko-anorganski hibridi za imobilizacijo litijevih polisulfidov in olajšanje njihovega prevzema in pretvorbe. Vendar pa ti materiali kažejo počasno redoks kinetiko v litijevih baterijah z visoko vsebnostjo žvepla, ko se kopičijo v vmesnem sloju. Po njegovem mnenju se zdi kombinacija ogljikovih materialov z anorganskimi funkcionalnimi materiali izvedljiva strategija za pridobivanje učinkovitih katod. Vendar pa je katalitska kombinacija običajno prekrita z vmesno plastjo, ki zmanjša pretvorbo polisulfidov, zaradi česar na koncu ni mogoče doseči sinergije med obema funkcijama. "V zadnjih letih so bile obsežno raziskane katode litij-žveplove baterije z odličnimi polisulfidnimi kemisorpcijskimi lastnostmi in visoko katalitsko učinkovitostjo. Iskanje izvedljive strategije za integracijo več zadevnih funkcij za pospešitev pretvorbe polisulfida ostaja pereča težava."
Raziskovalec nikljeve pene je dejal, da njegov predlog vključuje rast 3D HsGDY ali z vodikom substituiranega grafina, novega izotopa ogljika s planarno strukturo in edinstvenimi lastnostmi, nanešenega na nikljevo peno z lasersko reakcijo navzkrižne sklopitve, da zasidra MoS2/Ni3S2 in poveča električno prevodnost. materialov, ki vsebujejo žveplo. Dejal je: "Ogrodje 3D HsGDY lahko hitro adsorbira litijev polisulfid, medtem ko Ni3S2/MoS2 deluje kot reakcijski center z nizko odpornostjo na prenos naboja." Lu je zaključil, da njegove elektrode na osnovi niklja- 3d hsgdy kažejo visoko zmogljivost v litij-žveplovih baterijah z veliko specifično kapaciteto in dolgoročno stabilnostjo pri visokih gostotah toka. Zato lahko dopiranje HsGDY v katodi spodbuja privzem in pretvorbo litijevega polisulfida v elektrolit, kar zagotavlja novo idejo za pridobivanje litij-žveplovih baterij z visoko energijsko gostoto. "Litij-ionske baterije so bile komercializirane že desetletja. Njihova gostota energije se je v zadnjih nekaj letih rahlo povečala, čeprav je bilo vloženega veliko raziskovalnega truda," je dejal Lew. "Raziskave o hsgdyli - baterijah, ki vsebujejo s, so še vedno v povojih in potrebnih je veliko raziskav za dosego praktičnih aplikacij."
[Vir - CKNews.com]