Akumulatory litowo-siarkowe są trwałe i cztery razy pojemniejsze niż litowo-jonowe
Kluczem do sukcesu było zastąpienie ciekłego elektrolitu stałym i zsyntetyzowanie bogatych w siarkę materiałów.
Ośrodek Oak Ridge National Laboratory (ONRL) znamy przede wszystkim z superkomputerów, które są w nim zainstalowane. Nazwa jednak zobowiązuje, a pracujący tam naukowcy wywiązują się z zadania. Ich najnowszy projekt to litowo-siarkowy akumulator ze stałym elektrolitem, który przy tych samych rozmiarach jest cztery razy wydajniejszy niż stosowane powszechnie akumulatory litowo-jonowe.
Pogoń za jak najefektywniejszym dostępem do energii przybiera różne postacie. Czasem są to, śmieszne na pozór, eksperymenty z oryginalnym źródłem zasilania jak papier, kiedy indziej są to próby modyfikacji istniejącej już technologii. Od czasu do czasu słyszymy o teoretycznie rewolucyjnych odkryciach jak akumulator ładowany w 30 sekund. Najczęściej jednak mamy do czynienia z prostymi rozwiązaniami jak technologie wydłużające czas przydatności baterii czy po prostu stosowanie bardzo pojemnych, ale i sporych akumulatorów w urządzeniach mobilnych.
Kiedy w końcu doczekamy się rozwiązania, które zostanie szybko wdrożone i faktycznie zwiększy komfort użytkowania smartfonów, tabletów? Może nowej generacji litowo-siarkowy akumulator nie będzie na tyle wymyślnym pomysłem, by pozostać na długie lata w laboratoriach. Akumulator tego typu opracowywany w ONRL zrywa z dotychczasowym kierunkiem badań nad ogniwami litowo-siarkowymi, które wykorzystywały płynny elektrolit.
Dlaczego? Elektrolit w takim stanie skupienia uniemożliwiał dotychczasowym konstrukcjom akumulatorów wykorzystujących siarkę wystarczająco długą pracę. Elementy akumulatora, w których skład wchodzą wielosiarczki litu, rozpuszczają się w wyniku kontaktu z elektrolitem. Stąd nieudane wieloletnie próby skonstruowania trwałych litowo-siarkowych akumulatorów.
Badaczom z Oak Ridge udało się zsyntetyzować materiały bogate składem w siarkę (fosforany wielosiarczkowe litu, LPSP), których przewodnictwo jonowe jest tak samo dobre jak dotychczasowych katod w akumulatorach litowo-jonowych. Zespół kierowany przez Chengdu Lianga połączył taką siarkową katodę z litową anodą, przedzielając je elektrolitem w stanie stałym, który na tę okazję również został opracowany.
Efekt. Pojemność katody w nowych akumulatorach wynosi około 1200 mAh (dane z ORNL) po 300 cyklach ładowanie-rozładowanie w temperaturze 60 stopni Celsjusza. Dla porównania podawana jest pojemność w przypadku akumulatorów litowo-jonowych, na poziomie 140-170 mAh. Po przeliczeniu na gęstość przechowywanej w ten sposób energii otrzymujemy czterokrotny wzrost w porównaniu z technologią litowo-jonową. Czterokrotny, mimo osiem razy większej pojemności, gdyż ogniwa litowo-siarkowe dają dwa razy mniejsze napięcie niż litowo-jonowe.
Zwykle w przypadku takich wynalazków padają słowa: łatwy w produkcji, tani. Nie inaczej jest tym razem, ale może w końcu, któryś z argumentów przekona odpowiednie instytucje. Nowy typ akumulatora jest mniej podatny na eksplozję, wykorzystuje siarkę, która jest łatwo dostępna na przykład jako odpad w zakładach przetwarzania paliw płynnych. I na koniec, akumulatory tego typu łatwiej poddać procesowi recyclingu niż litowo-jonowe odpowiedniki.
Patent jest już złożony w urzędzie patentowym, a Chengdu Liang liczy na szybką komercjalizację technologii. Oby nie były to tylko nadzieje. Cztery razy dłuższa praca przy zachowaniu dotychczasowych rozmiarów urządzeń to byłoby coś.
Źródło: ORNL
Komentarze
37Diody LED istnieją od lat '60-tych i doskonale znane są ich właściwości, więc pisanie o "ktoś gdzieś przeszacował ich pierwotną żywotność i sukcesywnie musiał zmniejszać", to zwykła kpina !
Równie dobrze można napisać, że lodówki też przeszacowano gwarantując ich poprawną pracę przez 50 lat, a tymczasem kiedyś tak się konstruowało, sprzęt miał być NIEZAWODNY I BYŁ. Sam mam taką lodówkę w piwnicy, działa od 45 lat ! Obecnie żywotność lodówki szacuje się na 5 lat, po czym należy ją wymienić na nową ! (informacja z OFICJALNEGO serwisu jednej z wiodących marek)
Co do "teorii spiskowych", to przypominam, że tzw. "zmowa żarówkowa" swój finał miała w sądzie i zakończyła się UDOWODNIENIEM WINY KONCERNÓW ! Sugeruję się DOKSZTAŁCIĆ, a nie próbować zdyskredytować tego co piszę za pomocą zwrotów powszechnie kojarzonych z czym z góry błędnym.
PS
Afera Watergate, projekt Manhattan, istnienie Mafii (tak! MAFII) i wiele innych też było KIEDYŚ tylko "teoriami spiskowymi".
Spiskowe teorie są coraz bardziej popularne... A brzoza była ze stali, i zestrzeliła samolot rakietą...
za trzy lata się rozwali i się weżmie kolejny kredyt
i tak w koło , mają to obmyślone.
Gdyby nie to sprzęty dzisiaj działały by ponad 50 lat
Moim zdaniem stały elektrolit wymaga wyższej temperatury aby jony mogły się swobodniej przemieszczać. W innym wypadku wydajność prądowa takiej konstrukcji może być dużo niższa i nie praktyczna. Tutaj może być klucz czemu tego rodzaju akumulatory nie będą przydatne szczególnie w urządzeniach elektronicznych. Być może w samochodach coś by się dało z tym zrobić.