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

Fyzika 5 pro základní školu RVP - Tesař Jiří
 
 
cena původní: 109 Kč
cena: 97 Kč
Fyzika 5 pro základní školu RVP
Tesař Jiří

Diskuze:




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