поиск |
Новости химической науки > Электроды из углерода для литий-серных аккумуляторов19.5.2009 Химики из Канады использовали углерод для получения электродов литий-серных аккумуляторов, что привело к увеличению их емкости в несколько раз в сравнении со стандартными литий-ионными батареями.
Схематическое отображение нового типа литий-серных аккумуляторов: сера (отображена желтым) введена в поры мезопористого углерода, который образован углеродными нанотрубками, связанными углеродными нановолокнами. (Рисунок из Nature Materials, 2009. DOI: 10.1038/NMAT2460)
Потенциально литий-серные аккумуляторы могут обладать емкостью, в пять раз превышающей емкость литий-ионных аккумуляторов, в настоящее время используемых для питания бытовой электроники. Как и для литий-ионных аккумуляторов, принцип их действия основан на движении ионов лития в электролите. При подключении электрической цепи к батарее катионы лития движутся по электролиту от анода к катоду. При зарядке аккумулятора полярность электродов меняется, и ионы лития перемещаются обратно к аноду, «готовя» аккумулятор к очередному циклу разрядки.
Литий-серные аккумуляторы отличаются от литий-ионных способом хранения ионов. В литий-ионных аккумуляторах ионы лития интеркалированы в молекулы электродов, в литий-серных – ионы лития генерируются за счет окислительно-восстановительной реакции с серой. В отличие от интеркаляции, эта реакция не может быть ограничена строением электродов, что, теоретически, позволяет допустить, что при одинаковом объеме литий-серные батареи должны обладать большей емкостью заряда.
Тем не менее, с практическим получением таких источников тока, даже на уровне прототипа, еще существуют значительные проблемы. Сера является изолятором, как в случае электронной, так и ионной проводимости, поэтому для работы электродов аккумулятора необходим близкий контакт серы с проводником. Помимо этого полисульфид-ионы, являющиеся интермедиатами процессов окисления-восстановления обладают растворимостью, достаточной для того, чтобы они могли «протекать» от электродов в электролит, уменьшая активную массу электродов.
Линда Назар (Linda Nazar) из Университета Ватерлоо уверяет, что смогла решить проблему, использовав для получения катода систему токопроводящих углеродных компонентов. Работа была начата с разделения толстых пористых углеродных наностержней, диаметр которых составлял 6-7 нм, тонкими углеродными нановолокнами. Полученная углеродная система была заполнена расплавленной серой, в которой при застывании остаются поры, по которым может перемещаться электролит. На последней стадии систему помещают в полимерную оболочку, препятствующую утечке полтисульфид-ионов.
Источник: Nature Materials, 2009. DOI: 10.1038/NMAT2460 метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Электроды из углерода для литий-серных аккумуляторов" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
03.04.23
|
Химпром, ПАО
Все новости
Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии 13.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 Подписка на новости
|