Японские учёные совершили революцию в мире аккумуляторов: создана литий-серная батарея

В мире технологий произошло открытие, вызвавшее большой резонанс. Исследователи Университета Тохоку разработали аккумулятор нового поколения — литий-серный, который в несколько раз эффективнее и дешевле литий-ионных батарей. Ожидается, что это изобретение кардинально изменит время работы современных электромобилей и гаджетов. Об этом Иксбт.ком сообщает .

Литий-серные батареи давно рассматриваются как основной конкурент литий-ионных аналогов. Их главное преимущество — высокая плотность энергии и использование серы, которая относительно дёшева в производстве и широко распространена в природе. Однако до сих пор из-за эффекта «полисульфидного шаттла», то есть некорректного перемещения частиц между электродами, такие батареи быстро теряли свою ёмкость.

Материал ТУС-44: инновационное решение проблемы

Японские учёные для решения этой проблемы создали гибридный материал под названием ТУС-44, состоящий из ковалентной органической каркаса (КОФ) и смеси графена. По данным иксбт.ком, этот новый слой не просто выполняет функцию барьера, а химически связывает нежелательные частицы, обеспечивая стабильность электрохимических реакций в аккумуляторе.

Результаты лабораторных испытаний показали поразительные показатели. Начальная ёмкость аккумулятора, оснащённого новым материалом, составила 1455,7 мА·ч/г. Что самое важное, даже после 1000 циклов заряда и разряда показатель потери энергии составил всего 0,034 процента на каждый цикл. Это означает, что батарея практически не теряет свою эффективность на протяжении многих лет.

Ещё один важный аспект — удельная плотность энергии. Прототип аккумулятора, собранный исследователями, продемонстрировал плотность энергии 674 Вт·ч/кг. Для сравнения, в современных массово выпускаемых литий-ионных батареях этот показатель обычно составляет около 250-300 Вт·ч/кг. Следовательно, новая технология позволяет хранить более чем в два раза больше энергии при том же объёме.

Это открытие крайне важно не только для смартфонов, но и для индустрии электромобилей. Если литий-серные батареи будут внедрены в массовое производство, электромобили таких брендов, как Tesla или BMW, смогут проезжать в два раза большее расстояние на одном заряде по сравнению с нынешними показателями. Кроме того, дешевизна серы будет способствовать снижению цены конечного продукта.

Авторы исследования отмечают, что этот подход, основанный на молекулярном дизайне, открывает путь к созданию ещё более долговечных и ёмких аккумуляторов. В настоящее время учёные работают над применением этой технологии в промышленных масштабах и оптимизацией производственных процессов.