Celostní lithium sírové baterie  
Pokud chceme v budoucnosti mít elektromobily s dojezdem jako mají současné benzínové nebo naftové motory, potřebujeme baterie s energetickou hustotou 350-400 Wh/kg. Současné Li-On baterie toho nedosahují, proto vědci zkoušejí kombinaci Lithium Síra.

Sírové baterie pro budoucnost
Kombinace lithium síra jakožto chemického úložiště elektrické energie má svoje opodstatnění. Pokud lithium iontová technologie má teoretický strop 580Wh/kg, lithium sírová jej má na úrovni 2680 Wh-kg. Takže i poměrně málo výkonné Li/S baterie mohou snadno předstihnout to nejlepší, co dnes nabízí technologie Li-On.

 

Zvětšit obrázek
Porovnání nové a staré li-ionové baterie (Kredit: Berkeley Lab.)

Li/S technologie má ale svoje velké problémy. Především je to rychlý a masivní pokles kapacity baterie po několika cyklech vybití – nabití. Je to dáno tím, že sulfidy z anody mají při vybíjení tendenci rozpouštět se v elektrolytu a následně reagovat s lithiovou katodou. Kromě toho se objem síry na anodě zvětšuje a zmenšuje během vybíjení a nabíjení, což může způsobit galvanické oddělení mezi anodou a sběračem. To vše baterii zničí už po pár cyklech.

 

Zvětšit obrázek
Nanostruktura GO-S (grafen oxid-síra) nové baterie (Kredit: Berkeley Lab.)

Výzkumníci z Berkeley Lab. Pod patronací Ministerstva Energetiky pod vedením Eltona Cairsne se soustředili na výzkum materiálu, který by síru na anodě co nejvíce stabilizoval a zamezil jejímu úniku do elektrolytu. Stejně tak dbali na stabilizaci objemu síry. Jako ideální materiál se jim jeví nanočástice, mající základ v grafénu, na nějž  je před atomy kyslíku navázána síra. (Sulfur-Graphene Oxide – S-GO). Tímto se postarali o stabilizaci síry na elektrodě. Mechanickou část věci vyřešili novým pojivem, kterým je elastomer styren-butadien-kaučuk. Tak mohli zkonstruovat baterii, která má kapacitu 500Wh/kg a po 1000 cyklech nabití a vybití má pořád více jak 300Wh/kg. A to vše za předpokládanou cenou 200$USD za kWh. Tým se nyní poohlíží po výrobci těchto baterií a zároveň se soustředí na vylepšování technologie spolu s testy chování baterie v extrémních podmínkách.

 

Zdroje:
Ji, L., Rao, M., Zheng, H., Zhang, L., Li, Y., Duan, W., Guo, J., Cairns, E.J., Zhang, Y., “Graphene Oxide as a Sulfur Immobilizer in High Performance Lithium/Sulfur Cells,” Journal of the American Chemical Society 2011, Vol. 133, No.46, pp.18522-18525.
http://eetd.lbl.gov/news/article/56320/sulfur-graphene-oxide-material-for-lithium-sulfur-battery-cathodes


 

Autor: Martin Tůma
Datum: 20.11.2013 13:40
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 240 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas

Diskuze:

Cena kWh

Energie Man1,2013-11-21 08:15:16

V každém případě je uváděná cena okolo 200 USD/kWh příliš vysoko. Někde je chybka, není?

Odpovědět


Petr Kuběna,2013-11-21 18:52:57

Vysoko? Mě příjde celkem hodně nízko. Vždyť za tu cenu neseženeš ani klasické olověné akumulátory, které začínají možná od 5000Kč za kWh. Běžné LiFePo akumulátory stojí kolem 10000Kč za kWh. Tady mluví o ceně kolem 4000Kč (otázka co všechno bylo započteno a kolik by byla koncová cena).
Pokud by dostali počet cyklů do tisíců a udrželi cenu, tak se zrazu elektromobil stává použitelný.

Odpovědět


Trochu přeháníte

Vojtěch Kocián,2013-11-21 19:13:08

Olověná autobaterie se 45 Ah se dá koupit za 1100 Kč. To vychází zhruba na 2000 Kč/kWh. Větší baterie by mohla být ještě o trochu levnější. Lithiové články jsou samozřejmě podstatně dražší. Těch 200 USD/kWh považuji vzhledem ke koncentraci energie za výbornou cenu. S olovem by to bylo levnější, ale kvůli hmotnosti nepoužitelné.

Odpovědět

terajsia cena za kWh?

M S,2013-11-20 21:50:46

Uz ked pisete takyto clanok, preco nenapisete aj cenu terajsiej technologie na kWh pre porovnania? Viem, existuje google, ale tam najdem velmi tazko skutocnu informaciu o cene, kedze google je hlavne reklamny vyhladavac. Dajte si s tym vacsiu pracu, prosim. Nic v zlom, samozrejme. Dakujem.

Odpovědět

teplota 60°C ??

Stanislav Kaštánek,2013-11-20 18:37:13

http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium%E2%80%93sulfur_battery
:"V červnu 2013 Oak Ridge National Laboratory oznámil solid-state Li-S baterie. Baterie je testována jako bezpečnější a odolnější než předchozí provedení. Tuhého elektrolytu je z lithiové polysulfidophosphates (nová třída síru bohatých materiálů s dobrou elektrickou vodivostí). ..při 60 ° C, baterie udržela kapacitu 1200 mA · h / g "

Odpovědět

Teplota Li-S baterie?

Stanislav Kaštánek,2013-11-20 15:04:47

Akumulátory sodík síra měly asi 400°C.
http://computerworld.cz/technologie/chytra-baterie-z-lithia-siry-a-uhliku-45054
http://www.hybrid.cz/lg-chem-investuje-18-miliardy-dolaru-do-vyroby-baterii
http://www.hybrid.cz/forum/viewtopic.php?f=2&t=99
http://akademon.cz/clanekDetail.asp?name=Zlepseni%20akumulatoru%20lithium-sira&source=0213

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace