Новый слой графена помогает литий-серным батареям выдерживать 1000 циклов зарядки/разрядки.

Исследователи разработали интерфейс графен-COF, который увеличивает срок службы и плотность энергии литий-серных батарей.

Читайте далее: Американская компания представила первый в мире модуль ядерного реактора, напечатанный на 3D-принтере, мощностью 30 МВт.

Исследователи разработали молекулярно-инженерный промежуточный слой, который преодолевает одно из самых больших препятствий на пути к коммерческому производству литий-серных батарей, позволяя элементам сохранять емкость более 1000 циклов заряда-разряда, обеспечивая при этом высокую плотность энергии.

Группа исследователей из Университета Тохоку и сотрудничающих учреждений создала интерфейс ковалентной органической структуры (COF)-графен, который предотвращает перемещение полисульфидов лития внутри батареи. Нежелательная миграция, известная как эффект переноса полисульфидов, долгое время сокращала срок службы и эффективность литий-серных батарей.

Литий-серные батареи считаются перспективной альтернативой современным литий-ионным технологиям, поскольку сера широко распространена, недорога и способна накапливать гораздо больше энергии. Однако растворенные полисульфиды лития, образующиеся во время зарядки и разрядки, могут мигрировать между электродами батареи, вызывая побочные реакции и приводя к быстрой потере емкости.

Вместо физического барьера исследователи разработали промежуточный слой, который химически связывает полисульфиды, одновременно помогая им продолжать участвовать в электрохимических реакциях батареи.

Решение задачи с шаттлом

Новый материал, получивший название TUS-44, представляет собой ковалентную органическую структуру на основе тетратиафульвалена и краун-эфира в сочетании с проводящим графеном. Вместе они образуют легкий функциональный слой, который одновременно улавливает полисульфиды лития и ускоряет перенос электронов.

COF содержит иминовый азот, кислород краун-эфира и богатые серой тетратиафульваленовые центры, которые взаимодействуют с полисульфидами лития. Графен обеспечивает проводящий путь, который улучшает перенос заряда и поддерживает преобразование серы во время работы батареи.

Больше новостей из мира энергетики

Посмотреть все Компания EnergyItaly укрепляет электросети за счет расширения лаборатории высоковольтных испытаний на 7,2 миллиона долларов.

Sourse: interestingengineering.com