Сера и литий готовятся перевернуть рынок электротранспорта
Изображение сгенерировано нейросетью
Ключевая особенность технологии — использование серы в качестве катода и лития в качестве анода. Сера, доступная и дешевая, является побочным продуктом нефтехимической промышленности. Однако высокая химическая активность серы раньше приводила к быстрой деградации аккумуляторов. Новый химический подход с добавлением поливинилпирролидона (PVP) и йода стабилизирует процессы зарядки-разрядки, повышая надежность и эффективность батарей.
Принцип работы Li-S батарей базируется на превращении серы в полисульфиды в процессе зарядки, что позволяет хранить больше энергии. Однако полисульфиды имеют тенденцию растворяться в электролите, что вызывает потерю емкости. Новая технология предотвращает этот процесс, связывая полисульфиды в стабильные соединения с помощью добавки PVP-йода. Это решение позволяет достичь не только высокой энергоемкости, но и увеличенного срока службы батарей.
Эти аккумуляторы идеально подходят для авиации и беспилотников, где важны мощный разряд при взлете и легкость оборудования. Например, в электрических самолетах eVTOL батареи обеспечивают высокую динамику, необходимую для взлета, и экономичный режим в крейсерском полете. Немецкая компания Lilium уже активно тестирует высокоэнергетические батареи для своих аэротакси, доказывая перспективность технологии.
Экологические преимущества Li-S батарей также очевидны. Они не требуют редкоземельных металлов, таких как кобальт, добыча которого наносит ущерб экологии. Вместо этого используется сера, что делает производство более доступным и экологичным.
Коммерциализация технологии пока находится на начальном этапе. Университет Монаш запустил стартап Ghove Energy для масштабирования производства. Первые прототипы батарей уже достигают плотности энергии до 500 Вт·ч/кг. Это открывает новые возможности для транспорта, авиации, портативной электроники и систем хранения энергии. Однако ученые продолжают совершенствовать технологию, работая над ускорением зарядки и снижением потребления лития.
Конкуренция на рынке также жесткая. Китайская компания CATL уже тестирует батареи с плотностью энергии 500 Вт·ч/кг на электрических самолетах. Их решения предназначены для частных самолетов с дальностью полета до 3000 километров. Тем не менее, разработчики из Австралии уверены, что их технология займет свою нишу благодаря сочетанию высокой энергоэффективности и экологичности.
Li-S батареи подходят для самых разных приложений: от авиации до портативной электроники, где важны легкость и высокая емкость. Это делает их перспективным решением для будущего электротранспорта и возобновляемой энергетики.
«Представьте электромобиль, который проезжает из Мельбурна в Сидней без подзарядки, или смартфон, который заряжается за считанные минуты. Мы на пороге этой реальности», — говорят разработчики.
Тем не менее, для полного раскрытия потенциала Li-S батарей нужны инвестиции и дальнейшие исследования. Их высокая энергоемкость, экологичность и доступность делают их одним из главных претендентов на революцию в энергетике транспорта и электроники.
Опубликовано 29.11.2024