Литий-серные батареи имеют большой потенциал, так как недорого стоят и высокопроизводительны, но у них есть один минус — сокращение емкости со временем. Однако ученые из Berkeley Lab нашли удивительный способ решить эту проблему — с помощью водорослей, пишет Science Daily.

Во время исследования, которым руководит Гао Лю, команда неожиданно выяснила, что каррагенан, производный продукт морских водорослей, ведет себя как стабилизатор в литий-серных батареях. Большая стабильность приводит к улучшенной циркуляции и долговечности. Результаты находки ученые опубликовали в журнале Nano Energy.

«В мире большой спрос на хранение энергии, но не так много доступных по цене химических элементов, — говорит Лю. — Сера же очень дешевый ресурс, он практически бесплатный. И емкость литий-серных батарей гораздо больше, чем литий-ионных».

Многоразовые заряжаемые литий-серные батареи постепенно находят применение в бизнесе, но в ее составе есть «химический убийца» — сама сера, которая со временем начинает растворяться, создавая эффект полисульфидного трансфера. Пытаясь решить эту проблему, Лю экспериментировал со связующими материалами, которые должны держать все элементы батареи вместе.

«Соединитель — это вроде клея, и дизайнеры батарей хотят, чтобы этот клей был инертным, — говорит Лю. — Этот соединитель сработал отлично».

Как только ученые поняли, как работает соединитель, они стали искать такой материал в природе, и нашли каррагенан, экстракт красных морских водорослей. Он вел себя так же, как и синтетический полимер, который они использовали в первоначальных экспериментах. Каррагенан применяется в пищевой промышленности как загуститель.

Фото: Berkeley Lab

Лю и его группа работали над литий-серными батареями несколько лет. В прошлом году они опубликовали исследование в издании Nano Letters на тему структуры электрода литий-серной батареи, которая основана на устройстве муравейника. У Лю есть планы еще больше увеличить срок службы батарей до тысяч циклов подзарядки.

Ученые Университета Райса (Техас, США) создали литий-металлический аккумулятор с емкостью, в три раза превышающей коммерческие литий-ионные батареи. Это стало возможным благодаря решению проблемы с дендритами, кристаллическими структурами, способными вызвать возгорание и даже взрыв.