Специалисты из национальной лаборатории Oak Ridge в США (той самой, где расположен суперкомпьютер Titan) создали твердотельный литий-серный аккумулятор, который обещает стать дешевле, менее огнеопасным, и предложит в 4 раза большую плотность хранения энергии, чем распространённые сейчас литий-ионные батареи. Наверняка заинтересуются данной разработкой представители авиационной промышленности и производители электромобилей, где время от времени происходят случаи возгорания аккумуляторов.
О потенциале литий-серных аккумуляторов известно уже не первое десятилетие. Теоретически они способны превзойти свои литий-ионные аналоги по плотности хранения энергии в 10 раз, но на практике такой результат пока не достигнут. К тому же, стоимость выполняемого из серы катода значительно меньше, чем катода на основе лития. Сера является побочным продуктом обработки нефти, так что доступна почти бесплатно.
Команду исследователей возглавляет Ченгду Лианг (Chengdu Liang)
Есть у аккумуляторов на основе серы и лития один большой недостаток. Жидкий электролит прожигает катод из серы, так что аккумулятора хватает лишь на несколько циклов перезарядки. Исследователи предложили два способа решения этой проблемы. Во-первых, они разработали более жёсткий материал на основе серы для изготовления из него катода. Во-вторых, они стали использовать твердотельный электролит, ещё более сокращая этим износ катода. Новый катод сделан из полисульфидофосфата лития, обладаёт внушительной ёмкостью 1200 мА*ч на один грамм после трёхсот циклов перезарядки. Для сравнения, при таких же условиях ёмкость литий-ионного катода составляет 140-170 мА*ч.
Именно использование твёрдого электролита снижает риск возгорания данных аккумуляторов. Авиакомпания Боинг как раз сейчас проводит расследование о причинах возгорания на борту лайнера 787 Dreamliner, так что в её будущих самолётах вполне могут обнаружиться литий-серные батареи.
Правда, пока данная разработка находится на стадии прототипа, но её создатели уже подали патентную заявку. Мы уже много раз видели сообщения о новых разработках в сфере аккумуляторов, которые заканчивались ничем. В данном случае шансы на коммерческую реализацию в течение ближайших нескольких лет кажутся довольно значительными.