Ново откритие за съхранение на енергия: пробив при литиево-серните батерии

От известно време учените имат сериозни надежди, че литиево-серните батерии ще се окажат най-доброто решение за съхранение на енергия в близкото бъдеще. В сравнение с литиево – йонните батерии, литиево-серните имат значителни предимства – много по-леки са, използват много по-евтини материали за направата си и може би най-важното, могат да съхраняват два пъти повече енергия в сравнение с литиево – йонните при една и съща маса.

Подобни характеристики са от изключително значение за бъдещето на електрониката, както и за автомобилната индустрия. По-ниската цена за съхранението на енергията е важна стъпка и за намаляване вредните емисии на парникови газове в атмосферата.

Проблемът на литиево-серните батерии досега обаче беше в това, че след няколко цикъла на зареждане и разреждане, те постепенно стават нестабилни, енергията съхранявана в тях изтича все по-бързо, което им пречеше да заемат очакваното за тях място. Това изтичане е резултат от реакцията на йоните от лития със сярата, като образуваното съединение мигрира лесно и намалява капацитета на батерията.

Досега усилията да се стабилизират литиево серните батерии бяха насочени към защитни покрития, които обаче увеличаваха теглото на батерията и водеха до още компромиси с нейното качество.

Ново откритие на учените от Института за енергийни науки в университета Йеил, за което пише списание Proceedings на Американската академия на науките, представлява тънък композитен филм, който придава изключителна трайност на литиево-серните батерии. Този филм е съставен от графен, карбонова структура дебела само един атом и органичен полимер, които има структурата на разклонено дърво. Така получения покривен филм има дебелина от едва 90 нанометра.

Този тънък слой от филма прави възможно задържането на литиево-серните съединения на едно място и ги предпазва от изтичане в електролита, като по този начин рязко увеличава капацитета на батерията. Така животът на литиево-серните батерии се удължава много, без да се прави компромис с тяхното тегло или други характеристики.

Учените от Института за енергийни науки в университета Йеил отбелязват, че материалите за създаването на новия защитен филм съществуват, евтини са и са лесно достъпни на пазара. Все пак те предупреждават, че се намират на относително ранен етап от разработката и все още работят за по-нататъшното подобряване трайността на литиево-серните батерии. Ясно е обаче, че това откритие предполага бляскаво бъдеще на литиево серните батерии.