Postęp technologiczny w dziedzinie baterii litowo-siarkowych otwiera nowe możliwości dla przemysłu energetycznego. Dzięki dwóm niezależnym zespołom badawczym udało się znacząco poprawić kluczowe parametry tych magazynów energii – od szybkości ładowania po trwałość w długim okresie użytkowania. Innowacje obejmują zarówno zaawansowane materiały katodowe, jak i unikalne elektrolity stałe. Sprawdź co wiemy o nowej technologii.
Nowatorski materiał katodowy przyspiesza ładowanie
Zespół z DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology), kierowany przez profesora Jong-sung Yu, opracował porowaty węgiel z domieszką azotu. Materiał ten, wytwarzany metodą redukcji termicznej z udziałem magnezu, został zastosowany jako gospodarz siarki w katodzie baterii. Efektem był niespotykany dotąd poziom wydajności – pojemność wynosząca 705 mAh g⁻¹ została osiągnięta przy pełnym naładowaniu w zaledwie 12 minut.
Dzięki reakcji magnezu z azotem w ZIF-8 w wysokich temperaturach powstała struktura węglowa o wysokiej zawartości siarki i lepszym kontakcie z elektrolitem. Innowacyjne rozwiązanie zwiększyło pojemność baterii 1,6-krotnie w porównaniu z tradycyjnymi odpowiednikami. Co więcej, domieszka azotu skutecznie ograniczyła migrację polisiarczków litu, dzięki czemu bateria zachowała 82% swojej pojemności po 1000 cyklach ładowania i rozładowania.
Rowery elektryczne w naszej ofercie:
Solidny elektrolit – rewolucja w trwałości
Niezależnie od tego, naukowcy z Chin i Niemiec opracowali nowy elektrolit stały, który rozwiązuje problem powolnych reakcji chemicznych między jonami litu a siarką. Materiał, przypominający szkło, składa się z boru, siarki, litu, fosforu i jodu. Dodatek jodu, wyróżniający tę technologię, pełni kluczową rolę w procesie wymiany elektronów.
Jod działa jako pośrednik transferu elektronów, co radykalnie przyspiesza reakcje elektrochemiczne w baterii. Mobilność jodu w elektrolicie pozwala mu pełnić funkcję "shuttle’a elektronowego", znacznie zwiększając wydajność procesu.
Ekstremalna szybkość ładowania i wyjątkowa trwałość
W testach nowy elektrolit wykazał imponujące właściwości. Nawet przy ekstremalnie szybkim ładowaniu, trwającym nieco ponad minutę, bateria zachowała połowę swojej pojemności w porównaniu z ładowaniem znacznie wolniejszym.
Przy średnim tempie ładowania pojemność baterii utrzymywała się powyżej 80% po ponad 25 000 cyklach ładowania i rozładowania. Dla porównania, tradycyjne baterie litowo-jonowe tracą podobny poziom pojemności po około 1000 cyklach.
Krok w stronę komercjalizacji
Oba zespoły badawcze dowiodły, że ulepszone materiały katodowe i innowacyjne elektrolity mogą zrewolucjonizować technologię baterii litowo-siarkowych. Badania te zbliżają nas do wprowadzenia tych rozwiązań na rynek, co może odmienić sposób, w jaki magazynujemy energię – od elektroniki użytkowej typu smartfony i laptopy po pojazdy elektryczne.
Technologia baterii litowo-siarkowych wkracza w nową erę dzięki przełomowym badaniom nad materiałami i elektrolitami. Szybkość ładowania w minutę i wytrzymałość na tysiące cykli to osiągnięcia, które mogą zrewolucjonizować przemysł energetyczny i otworzyć drzwi do bardziej zrównoważonej przyszłości.
