A kén akkumulátor igazi áttörést jelenthet az elektromos járművek meghajtásában a tudósok szerint
A legtöbb okostelefont és elektromos autót működtető lítium-ion akkumulátorok úgy tűnik lecserélhetők egy újfajta kémiai összetételre, ami hatékonyabbá tenné őket.
Az akkumulátor szabványt számos eszközben használják – beleértve a laptopokat, az okosórákat és az e-cigarettákat -, de az akkumulátorok egyszerűen nem képesek lépést tartani a fogyasztói technológia fejlődésével.
A lítium-kén elemeket javasolták potenciális alternatívaként, de ezekkel az a probléma, hogy a lítium-szulfid és a lítium-poliszulfid felhalmozódása idővel lebontja az elemeket. A folyamatot „poliszulfid transzfer” néven ismerik, mivel az elektrolitok az elem egyik végéből a másikba mozognak.
A dél-koreai Gwangju Institute of Technology (GIST) tudósai szerint a megoldás egy olyan katalizátor megtalálása – olyan anyag, amely kémiai reakció során felhasználható a reakció megváltoztatására anélkül, hogy önmaga reakcióba lépne – amely visszafordíthatóvá tenné a lítium-kén lebomlását használat közben.
„Miközben új elektrokatalizátort kerestünk a lítium-kén akkumulátorokhoz, felidéztünk egy korábbi kobalt-oxaláttal (CoC 2 O 4 ) végzett tanulmányt, amelyben azt találtuk, hogy a negatív töltésű ionok könnyen felszívódhatnak ennek az anyagnak a felületén az elektrolízis során, ”- magyarázta Jaeyoung Lee professzor. „Ez alapján feltételeztük, hogy a kobalt-oxalát hasonlóan viselkedik a kénnel is a lítium-kén akkumulátorokban.”
A tudósok a kén-katódhoz kobalt-oxalát réteget adtak hipotézisük tesztelésére. Azt találták, hogy a katalizátor képes volt felszívni a ként, így megakadályozta a lítium-kén elem kisülését, ami az akkumulátor élettartam, teljesítmény és energiatárolási kapacitás növekedését eredményezte. Az új akkumulátorok, Lee professzor javaslata szerint, „lehetővé tennék a hatékony elektromos közlekedést, például pilóta nélküli repülőgépekben, elektromos buszokban, teherautókban és mozdonyokban”.
A Gwangju Műszaki Intézet, amelynek kutatását a ChemSusChem publikálta, nem az egyetlen tudományos szervezet, amely ezt a területet vizsgálja.
A Monash Egyetem olyan lítium-kén akkumulátort hozott létre, amely öt egymást követő napig képes működtetni egy telefont, vagy lehetővé teszi, hogy egy elektromos jármű több mint 100 km-t tegyen meg újratöltés nélkül.
2017-ben a Berkeley Lab tudósai ugyancsak kidolgoztak egy módszert a kén tengeri moszattal való helyettesítésére, amely állításuk szerint képes lesz működtetni az akkumulátorokat és hosszabb élettartamot biztosítanak. A Wired riportja szerint ez annak köszönhető, hogy a tengeri moszat kötőanyagként használható fel az aktív anyagok együtt tartására, miközben azok reagálnak a kénnel, így nem oldódnak fel.
„Az energiatárolás fontos kérdés, de csak nagyon kevés anyag elég olcsó a felhasználáshoz” – mondta Gao Liu akkumulátor szakértő. „A kén nagyon olcsó anyag, gyakorlatilag ingyenes. Emellett energiakapacitása sokkal magasabb, mint a lítium-ioné. Így a lítium-kén lehet az az anyag, amely jól alkalmazható a cél eléréséhez.”
Forrás: Independent