ლითიუმ-გოგირდის (Li-S) ბატარეები წარმოადგენს ყველაზე გავრცელებულ დატენვადი ლითიუმ-იონური ელემენტების იმედისმომცემ ალტერნატივას. ამის მიზეზია დედამიწაზე დიდი რაოდენობის გოგირდის მარაგების არსებობა, რაც აიაფებს ელემენტების წარმოებას. ასევე Li-S ბატარეები უფრო ეკოლოგიურად მეგობრულია და პოტენციურად მეტი ენერგიის შენახვა შეუძლიათ.

Li-S ბატარეა მრავალშრიანი, ანოდსა და კათოდს შორის განთავსებულია ელექტროლიტის ფენა. მათი დიზაინი ლითიუმ-იონური ბატარეების მსგავსია, თუმცა Li-S ბატარეა იყენებს გოგირდის შემცველ კათოდს ლითიუმის ანოდთან ერთად, რითაც იზრდება მისი მოცულობა. Li-S-ის კიდევ ერთი მახასიათებელია თხევადი კათოდის გამოყენების შესაძლებლობა, რაც ზრდის დენის სიმკვრივეს.

ამ უპირატესობის მიუხედავად Li-S ბატარეის წარმოება შეზღუდულია, რაც გამოწვეულია ამ ტიპის ბატარეების ვარგისიანობის ნაკლები დროით და მაღალი თვით-განმუხტვის მაჩვენებელით. ასევე, Li-S ბატარეის ენერგიის რეალური სიმკვრივე ხშირად ჩამორჩება თეორიულად ნავარაუდევს.

ქიმიურ რეაქციას, რომელიც უზრუნველყოფს Li-S ბატარეის მაღალ ტევადობას, გოგირდის შემცირების რეაქცია ეწოდება. იმის მიუხედავად, რომ ეს რეაქცია ფართოდ არის გავრცელებული, მისი კინეტიკური თვისებები და მაღალი დენის მაჩვენებლები მცირედ არის შესწავლილი.

2024 წლის 16 თებერვალს ჟურნალმა Nature Nanotechnology გამოაქვეყნა ავსტრალიელი და ჩინელი მეცნიერების ჯგუფის სტატია, რომელშიც ნაჩვენებია, რომ ნანო-კომპოზიტური ნახშირბადის ელექტროლიტებს შეუძლიათ ლითიუმ-გოგირდის ბატარეების თვით-განმუხტვის მაჩვენებლის 75%-ით შემცირება, ხოლო დამუხტვა-განმუხტვის ციკლის 1000-მდე გაიზარდა. მათი კვლევების შედეგად უკვე აღმოაჩინეს სამრეწველო წარმოებისთვის გამოსადეგი ნანო-კომპოზიტური ნახშირბადის ელექტროლიტი, რომელიც ზრდის Li-S ელემენტების ტევადობის შენარჩუნების უნარს და აუმჯობესებს ბატარეის ციკლურ სტაბილურობას. ეს აღმოჩენა არის პირველი ნაბიჯი Li–S ბატარეების გაუმჯობესებისკენ, რაც სამომავლოდ ასეთი ბატარეის მასობრივი წარმოების და ლითიუმის ბატარეის ჩანაცვლების ალბათობას ზრდის.

წყარო:

https://phys.org/news/2024-03-approach-high-power-lithium-sulfur.html