У Канаді винайшли супербатарейки

19 травня 2009, 13:34

Джерело: utro.ua

Канадські фахівці розробили новий прототип літієвих акумуляторів, ємкість яких в три рази перевищує ємкість сучасних батарей через використання в їх складі сірки як одного з електродів. Спроби створити літієво-сірчані акумулятори продовжуються вже друге десятиліття, оскільки такий тип батарей відрізняється значно великою кількістю енергії, що запасається, а так само дешевизною завдяки доступності сірки. "Складність створення такого акумулятора полягає в конструкції сірчаного катода - електроду, запасаючого і віддаючого іони літію в процесі розряду і перезарядки відповідно. Для того, щоб акумулятор міг розвинути велику потужність, катод повинен добре проводити електричний струм, проте сірка є практично діелектриком", - сказала професор Лінда Назар з Університету Ватерлоо, слова якої наводить Дослідницький радий з природних наук і техніки Канади. В ході роботи акумулятора матеріал катода, який складають молекули сірки S8, повинен прийняти в свою структуру іони літію Li+, мігруючі через шар полімерного електроліту від другого електроду, званого анодом, і електрони. Оскільки сірка є діелектриком і практично не проводить електричний струм в нормальних умовах, цей процес йде дуже повільно, що наводить до низької потужності акумулятора і дуже довгої його перезарядки. Добитися високої швидкості роботи сірчаного катода ученим удалося, застосувавши нанотехнологічний підхід з використанням пористого вуглецевого матеріалу, що володіє високою електропровідністю. Метод виробництва катода полягає в заливці розплавленої сірки в пори структури, побудованої із стержнів пористого вуглецю завтовшки всього в 6,5 нанометрів. Ці стержні в структурі розділені порожніми капілярами завтовшки 3-4 нанометри. Розплавлена сірка при заливці під дією капілярних сил засмоктується в капіляри сама собою, де твердне після охолоджування. В результаті такого процесу сірка рівномірно розподіляється по структурі з вуглецю, що дозволяє досягти надзвичайно великої площі контакту між електропровідною вуглецевою структурою і діелектричною сіркою. "Цей композитний матеріал володіє ємкістю по відношенню до іонів літію, що становить 80% від ємкості чистої сірки, що в три рази перевищує ємкість катодів літієвих акумуляторів, використовуваних в даний час. При цьому електрод володіє стабільністю і великою швидкістю роботи", - стверджує Назар. За словами вчених, продемонстрований підхід до створення композитних матеріалів може знайти застосування у ряді інших областей науки і технологій.