Улучшение разрядной способности литий-воздушных батарей Фото: Катод предназначен для облегчения поглощения и выделения кислорода, необходимых процессов для разрядки и зарядки литий-воздушной батареи. © DGIST
  • Дата:21.01.2020
  • Просмотры:676
  • Источник: DGIST

Литий-воздушные батареи не разряжают энергию так же быстро, как литий-ионные аккумуляторы, а это значит, что электромобиль с литий-воздушным аккумулятором может двигаться без перезарядки дальше, но очень медленно

В своем исследовании, опубликованном в журнале Applied Catalysis B: Environmental, https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.118283, авторы описывают, как изготовили электрод с использованием наноструктуры из сульфида никеля и кобальта на легированном серой графене, что привело к созданию долговечного аккумулятора с высокой разрядной емкостью.

«Заряда электромобилей, работающих на литий-ионных батареях, хватает примерно на 300 километров пробега». «Это означает, что на них трудно совершить путешествие туда-обратно между Сеулом и Пусаном. Это побудило исследователей к изучению литий-воздушных батарей, которые способны накапливать больше энергии».

Однако, литий-воздушные батареи имеют много проблем. Например, они не разряжают энергию так же быстро, как литий-ионные аккумуляторы, а это значит, что электромобиль с литий-воздушным аккумулятором может двигаться без перезарядки дальше, но очень медленно. Эти батареи также менее стабильны и должны подлежать замене чаще.

Исследователи сосредоточились на улучшении способности литий-воздушных батарей катализировать реакции между ионами лития и кислородом, которые облегчают выделение энергии и улучшают процесс перезарядки.

Аккумуляторы имеют два электрода, анод и катод. Реакции между ионами лития и кислородом в литий-воздушной батарее происходят на катоде. Команда разработала катод из наноразмерных частиц сульфида никеля и кобальта, размещенных на пористом графене, легированном серой.

Батарея продемонстрировала высокую разрядную способность, работая в течение более двух месяцев без снижения емкости.

Успех обусловлен несколькими факторами:

  • Поры разного размера в графене обеспечивают большее пространство для химических реакций.
  • Катализатор с многопористыми наноструктурами на основе сульфида никеля и кобальта содержат множество активных центров для поддержания каталитической активности.
  • Наноструктуры также образуют защитный слой, который делает электрод более прочным.
  • Наконец, легирование графена серой улучшает транспортировку электрических зарядов в батарее.

Комментарии

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Другие публикации по теме