Ученые создали «супербатарейки» с помощью нанотехнологий

Ученые разработали новый прототип литиевых аккумуляторов, емкость которых в три раза превышает емкость современных батарей из-за использования в их составе серы в качестве одного из электродов, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature Materials

.

Попытки создать литиево-серные аккумуляторы продолжаются уже второе десятилетие, так как такой тип батарей отличается значительно большим количеством запасаемой энергии, а так же дешевизной благодаря доступности серы.

«Трудность создания такого аккумулятора заключается в конструкции серного катода – электрода, запасающего и отдающего ионы лития в процессе разряда и перезарядки соответственно. Для того, чтобы аккумулятор мог развить большую мощность, катод должен хорошо проводить электрический ток, однако сера является практически диэлектриком», – сказала профессор Линда Назар из Университета Ватерлоо.

• Добиться высокой скорости работы серного катода ученым удалось, применив нанотехнологический подход с использованием пористого углеродного материала, обладающего высокой электропроводностью. Метод производства катода заключается в заливке расплавленной серы в поры структуры, построенной из стержней пористого углерода толщиной всего в 6,5 нанометров. Эти стержни в структуре разделены пустыми капиллярами толщиной 3–4 нанометра. Расплавленная сера при заливке под действием капиллярных сил засасывается в капилляры сама собой, где затвердевает после охлаждения.

В результате такого процесса сера равномерно распределяется по структуре из углерода, что позволяет достичь чрезвычайно большой площади контакта между электропроводящей углеродной структурой и диэлектрической серой.

• «Этот композитный материал обладает емкостью по отношению к ионам лития, составляющей 80% от емкости чистой серы, что в три раза превышает емкость катодов литиевых аккумуляторов, используемых в настоящее время. При этом электрод обладает стабильностью и большой скоростью работы», – утверждает Назар.

По словам ученых, продемонстрированный подход к созданию композитных материалов может найти применение в ряде других областей науки и технологий.

http://mk.ru/…/278609.html

Nano-materials for the design of rechargeable lithium-ion batteries

http://www.nano.uwaterloo.ca/…e/nazar.html