Et frisk pust til længerevarende batterier

DGIST-forskere forbedrer ydelsen af ​​lithium-luftbatterier, bringe os tættere på elbiler, der kan bruge ilt til at køre længere, før de skal genoplades. I deres seneste undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Anvendt katalyse B:Miljø , de beskriver, hvordan de fremstillede en elektrode ved hjælp af nikkobaltsulfid-nanoflakes på en svovldopet grafen, hvilket fører til et batteri med lang levetid med høj afladningskapacitet.

"Kørselsafstanden til elbiler, der kører på lithium-ion-batterier, er omkring 300 kilometer, "siger kemiker Sangaraju Shanmugam fra Koreas Daegu Gyeongbuk Institute of Science &Technology (DGIST)." Det betyder, at det er svært at foretage en rundtur mellem Seoul og Busan på disse batterier. Dette har ført til forskning i litium-luft-batterier, på grund af deres evne, så gem mere energi og dermed give længere kilometer. "

Men litium-luft-batterier står over for mange udfordringer, før de kan kommercialiseres. For eksempel, de aflader ikke energi så hurtigt som lithium-ion-batterier, hvilket betyder, at en elbil med et litium-luftbatteri kan rejse længere uden at skulle oplade, men du skulle køre meget langsomt. Disse batterier er også mindre stabile og skal udskiftes oftere.

Shanmugam og hans kolleger fokuserede deres forskning på at forbedre lithium-luftbatteriers kapacitet til at katalysere reaktionerne mellem lithiumioner og ilt, som letter energifrigivelse og genopladningsprocessen.

Batterier har to elektroder, en anode og en katode. Reaktionerne mellem lithiumioner og ilt sker ved katoden i et lithium-luftbatteri. Shanmugam og hans team udviklede en katode fremstillet af nikkel -koboltsulfid -nanoflakes placeret på en porøs grafen, der var dopet med svovl.

Deres batteri udviste en høj afladningskapacitet, samtidig med at batteriets ydeevne blev bevaret i over to måneder, uden at kapaciteten aftog.

Batteriets succes skyldes flere faktorer. De forskellige porer i grafen gav en stor mængde plads til, at de kemiske reaktioner kunne forekomme. Tilsvarende nikkel -koboltsulfidkatalysatorflager har rigelige aktive steder for disse reaktioner. Flagerne danner også et beskyttende lag, der giver en mere robust elektrode. Endelig, doping af grafen med svovl og sammenkoblingen af ​​dets porer forbedrer transporten af ​​elektriske ladninger i batteriet.

Holdet planlægger derefter at arbejde på at forbedre andre aspekter af litiumluftbatteriet ved at undersøge om forståelse af elektrodernes afladnings-/ladningsadfærd og dets overfladeegenskaber. "Når vi har sikret kerneteknologierne for alle dele af batteriet og kombineret dem, det vil være muligt at begynde at fremstille prototyper, "siger Shanmugam.