Литий-серные аккумуляторы отлично запасают энергию, превышая это свойство современных литий-ионных батарей в пять раз. Ученые, принявшиеся за разработку новой модификации данной архитектуры, решили придать стабильности ее работе, воспользовавшись применением сахара. Этот подход позволил достигнуть более долгой и продуктивной работы на протяжении более 1000 циклов, по информации портала «Хайтек».
Предшествующие исследования потенциала литий-серных батарей использовались учеными, но их результаты так и не нашли применение на рынке, из-за нестабильности работы батарей: в процессе зарядки, положительный сернистый электрод батареи подвергался расширению и сжатию, а также испытывал серьезное напряжение, что приводило к быстрому износу материала. Кроме того, отрицательный электрод батареи загрязнялся элементами серы.
Сблизкий к успеху результат уже был достигнут ранее: разработано определенное связующее вещество, обеспечивающее дополнительное пространство вокруг серных частиц, что обозначает возможность безопасного расширения электрода во время зарядки. Такой подход позволил создать аккумулятор, способный выдержать свыше 200 циклов зарядки.
Ученые, затевшие новую разработку, сконцентрировались на организации отрицательного литиевого электрода, который загрязнялся элементами серы. Известно, что некоторые сахара могут предотвратить разложение материалов в геологических образованиях, а также способны поддерживать прочные связи между сульфидами.
В результате исследователи создали сахарную добавку для сетчатой архитектуры электрода, которая работает как связующее вещество и образует сетчатые микроструктуры, способные регулировать поведение полисульфидов. Таким образом, аккумулятор, содержащий сахар, продемонстрировал производительность около 700 мАч на грамм и способен работать более 1000 циклов.
Исследователи отмечают, что их технология способна усваивать в два-пять раз больше энергии, чем современные литийные батареи.