Новый композит для литий-серных батарей: рекордная производительность

Исследователи из Института науки и техники Тэгу-Кёнбук (DGIST) представили инновационный электродный материал, способный значительно повысить эффективность литий-серных (Li-S) аккумуляторов. Разработанный композит на основе углерода и титана с добавлением азота в одностадийном процессе производства демонстрирует выдающиеся результаты.

Литий-серные батареи считаются перспективной альтернативой традиционным литий-ионным благодаря своей высокой энергоемкости и меньшему весу. Однако ряд проблем, таких как низкая электропроводность серы и утечка литий-полисульфидов, препятствуют их широкому коммерческому применению. Эти полисульфиды, образующиеся в процессе работы аккумулятора, могут вытекать в электролит, снижая производительность и срок службы.

Для решения этих задач ключевое значение имеет создание пористой углеродной структуры, способной надежно удерживать серу и обеспечивать эффективную электропроводность. Новый материал TiO-NGPC, разработанный командой DGIST, представляет собой пористую углеродную структуру с сотовой структурой и высокой электропроводностью. Такая структура эффективно удерживает серу и способствует беспрепятственному переносу заряда.

Дополнительным преимуществом материала является наличие в его составе полярного монооксида титана (TiO) и азота (N). Эти компоненты обладают высокой адсорбционной способностью, что позволяет им прочно связывать полярные литий-полисульфиды, образующиеся при работе батареи. Кроме того, материал действует как катализатор, ускоряя химические реакции, предотвращая утечку серы и повышая общую эффективность аккумулятора, что в итоге улучшает его характеристики и продлевает срок службы.

«Наше исследование предлагает новую стратегию для решения проблемы деградации производительности литий-серных батарей», – отметил профессор Чонсун Ю. «Разработанный нами многофункциональный материал на основе углерода, производимый в едином процессе, станет значительным шагом на пути к будущим коммерческим разработкам».