Naujos kartos ličio – sieros akumuliatorių baterijos

Drezdeno Fraunhoferio instituto (Vokietija) mokslininkai sukūrė naują akumuliatorių baterijų konstrukciją, kuri leis ličio – sieros akumuliatoriaus įkrovos periodiškumą pailginti net 7 kartus.

Nedidelė energijos įkrovos talpa ir aukštos kainos kol kas tebėra pagrindiniai trūkumai, keliantys nemažai problemų daugeliui elektra varomų transporto priemonių. Žymiai pranašesnė šiuo atžvilgiu gali būti naujos kartos ličio – sieros baterijų pritaikymo galimybė, pakeičiant dabar naudojamas ličio – jonų baterijas. Jos automobiliuose kol kas negalėjo būti pritaikomos masiškai dėl trumpo jų techninės eksploatacijos termino. Tačiau atsirado galimybė jau netolimoje ateityje šią situaciją pakeisti. Be to, pasak Fraunhoferio mokslininkų, efektyvesnių ličio – sieros baterijų gamyba ir eksploatavimas turėtų būti pigesni, nei ankstesnės konstrukcijos jų pirmtakių.

Nauji anodai ir katodai

Naujai sukurto akumuliatoriaus katodai susideda iš neorganinės sieros, naudojamos vietoje kobalto, ličio – jonų baterijose. Be to, naujos sudėties akumuliatoriaus anodams dabar naudojamas nebe ličio metalas, o silicio – angliavandenilio junginys. Pasak Fraunhoferio instituto Chemijos technologijos laboratorijos vadovo daktaro Holger’io Althues, pakeista anodų ir katodų sudėties kombinacija leidžia ženkliai padidinti baterijos įkrovų ciklų skaičių.

Akyti angliavandeniliai

Silicio – angliavandenilių junginys yra stabilesnis, kadangi kiekvieno įkrovos proceso metu jis menkiau deformuojasi nei ličio metalas ir silpniau maišosi su skystu elektrolitu, kuris palaiko srovę tarp anodų ir katodų. Tokiu būdu mažiau skysčio suyra į dujas ir kietąsias daleles, baterijų ilgiau nereikia įkrauti. Mokslininkai tuo tikslu panaudojo akytus junginius, kurių akutėse gali nusėsti siera, ilgiau nesimaišydama su elektrolitu.

Didesnė energijos koncentracija: mažesnis svoris, didesnė talpa

Ličio – sieros baterijos užtikrina iki 600 vatvalandžių energiją, skaičiuojant jos kiekį vienam kilogramui akumuliatoriaus masės. Populiarūs ličio – jonų baterijų akumuliatoriai dabar maksimaliai gali pasiekti iki 250 vatvalandžių 1 kg svorio. Taigi to paties svorio naujos sudėties akumuliatorius gali tiekti beveik 2,5 karto daugiau energijos arba toks pat jos kiekis gali būti gaunamas iš du kartus lengvesnio svorio baterijų.

Dabar mokslininkai bando įvairių modelių ir energijos imlumo bei talpumo naujosios kartos baterijas, kurias bus galima gaminti serijiniu būdu ir plačiai pritaikyti ekologiškoms įvairios galios ir paskirties transporto priemonėms.