Novo istraživanje pokazuje da bi sledeća generacija litijum-sumpornih (Li||S) baterija mogla da se puni za manje od pet minuta, umesto za nekoliko sati kao što je trenutno slučaj. Rad je objavljen u časopisu Nature Nanotechnology.
Profesor Univerziteta u Adelejdu Shizhang Kiao, katedra za nanotehnologiju i direktor Centra za materijale u energiji i katalizi, na Fakultetu hemijskog inženjerstva, predvodio je tim koji je ispitivao reakciju redukcije sumpora (SRR) koja je ključni proces koji upravlja punjenjem -brzina pražnjenja Li||S baterija.
„Istražili smo različite elektrokatalizatore prelaznih metala na bazi ugljenika, uključujući gvožđe, kobalt, nikl, bakar i cink tokom SRR-a“, rekao je profesor Kiao koji je stipendista ARC Australian Laureate.
„Stope reakcije su porasle sa većim koncentracijama polisulfida, jer polisulfid služi kao reaktivni intermedijeri tokom SRR-a.
Tim je dizajnirao nanokompozitni elektrokatalizator, koji se sastoji od ugljeničnog materijala i klastera kobalt-cink (CoZn).
„Kada se elektrokatalizator CoZn koristi u litijum-sumpornim baterijama, dobijena baterija postiže izuzetan odnos snage i težine od 26.120 V kgS-1“, rekao je profesor Kiao.
„Naše istraživanje pokazuje značajan napredak, omogućavajući litijum-sumpornim baterijama da postignu potpuno punjenje/pražnjenje za manje od pet minuta.
Litijum-sumporne baterije velike snage koriste se u raznim uređajima kao što su mobilni telefoni, laptopovi i električna vozila.
Trenutne najsavremenije litijum-sumporne baterije pate od niske stope punjenja-pražnjenja, što obično zahteva nekoliko sati—obično od jednog do 10 sati—za jedan puni ciklus punjenja-pražnjenja.
Studija tima je prvi sveobuhvatan pristup rešavanju problema sporih brzina punjenja/pražnjenja u litijum-sumpornim baterijama i ima značajan uticaj na naučnike koji dizajniraju materijale za elektrokatalizatore i stručnjake koji ispituju mehanizme reakcije litijum-sumpornih baterija.
„Naš proboj ima potencijal da revolucioniše tehnologije skladištenja energije i unapredi razvoj sistema baterija visokih performansi za različite primene“, rekao je profesor Kiao.
Mogućnosti velike snage ovih baterija čine ih pogodnim za aplikacije koje zahtevaju brzo punjenje i pražnjenje, nudeći poboljšane performanse i pouzdanost za potrošačku elektroniku i rešenja za skladištenje energije velikih razmera u mrežnim aplikacijama.
