Батареи литиевой серы представляют большой коммерческий интерес, потому что они имеют теоретическую определенную плотность энергии, значительно больше, чем те из их уже хорошо установленный кузен, литий-ионные аккумуляторы.В Материалах языка АПЛ журнала, от AIP Publishing, команда исследователей во главе с доктором Васантом Кумаром в Кембриджском университете и профессора Ренджи Чена в Технологическом институте Пекина описывает их дизайн многофункционального катода серы в наноуровне, чтобы решить связанные с работой проблемы, такие как полная деградация и низкая эффективность.Металлические органические структуры (министерства финансов) привлекли много внимания недавно, благодаря всесторонним применениям в водородном хранении, конфискации имущества углекислого газа, катализе и мембранах. И создать их катод, команда выявила министерство финансов «как шаблон», чтобы произвести проводящую пористую углеродную клетку – в котором сера действует как хозяин и каждая наночастица углерода серы действия как единицы аккумулирования энергии, где электрохимические реакции происходят.
«Наши углеродные леса действуют как физический барьер, чтобы ограничить активные материалы в его пористой структуре», объяснил Кай Си, исследователь в Кембридже. «Это приводит к улучшенной стабильности езды на велосипеде и высокой эффективности». Они также обнаружили, что дальнейшим обертыванием единицы аккумулирования энергии углерода серы в тонком листе гибкого графена ускоряет транспорт электронов и ионов.Что находится позади улучшенной способности? Быстрая кинетика передачи обвинения сделана возможной связанной графеновой сетью с высокой электрической проводимостью, по данным команды.
Их работа показывает, что сложная структура пористых лесов с проводящими связями – многообещающий дизайн структуры электрода для аккумуляторов.Эта работа обеспечивает «основной, но гибкий, подход, чтобы и увеличить использование серы и улучшить стабильность цикла батарей», сказал Си. «Модификация единицы или ее структуры, лакируя или полимерного покрытия могла взять работу к совершенно новому уровню».С точки зрения заявлений уникальная интеграция дизайна новой батареи аккумулирования энергии со структурой иона/электрона теперь открыла дверь для фальсификации высокоэффективного non-topotactic (не включающий структурное изменение к прозрачному телу) основанные на реакциях системы аккумулирования энергии.
Что является следующим для команды? «Мы сосредоточимся на изготовлении гибридных автономных систем катода серы, чтобы достигнуть высокоэнергетических батарей плотности, которые включат кроящие новые компоненты электролита и создание литиевых ‘слоев защиты’, чтобы увеличить электрохимическую работу батарей», отметил Си.