Наноклъстери срещу „ефекта на совалката“: Съхранението на енергия преминава на ново ниво

Как малките частици могат да доведат до големи промени в света на батериите.

С появата на непостоянните източници на възобновяема енергия и нарастващата популярност на електрическите превозни средства търсенето на ефективни системи за съхранение на енергия нараства. В това отношение литиево-серните батерии (LSB), които могат да съхраняват 3-5 пъти повече енергия от традиционните литиево-йонни батерии, предлагат обещаващо решение.

Комбинацията от литий и сяра в батерията обаче се сблъсква с проблема на „ефекта на совалката“, при който междинните съединения водят до износване и намаляване на капацитета по време на работа на батерията. Опитите за решаване на този проблем с помощта на различни методи все още не са довели до оптимистичен резултат.

Неотдавнашно проучване на екип от учени от Япония и Китай, ръководено от професор Юичи Негиши от Токийския научен университет разкри потенциала на металните наноклъстери в LSB. Изследователите са използвали наноклъстери, състоящи се от платина и злато, като високоефективен електрокатализатор в батериите от типа на LSB.

Тези наноклъстери позволиха разработването на специален сепаратор, който рязко подобрява химичните реакции в батерията. Благодарение на това новата батерия демонстрира отличен капацитет и устойчивост на циклите заряд-разряд. Тя показва капацитет от 1535,4 mAh/g при първия цикъл и 887 mAh/g при натоварване от 5A/g.

Предимствата на използването на металните наноклъстери включват подобрен енергиен капацитет, по-дълъг живот и по-малко въздействие върху околната среда.

„LSB с металните наноклъстери могат да намерят приложение в електромобилите, преносимата електроника и други индустрии“, отбелязва професор Негиши.

В близко бъдеще тази технология би могла да доведе до създаването на по-издръжливи и по-рентабилни устройства за съхранение на енергия, което от своя страна би могло да спомогне за намаляване на въглеродните емисии и да насърчи въвеждането на възобновяема енергия.