Отходы нефтепереработки позволят улучшить батареи электромобилей

Новый, открытый в Университете штата Аризона химический процесс, превращает серу в легкий пластик, способный существенно улучшить рабочие показатели литиевых батарей.

Сера в больших количествах выделяется как отходы очистки природного газа и перегонки нефти. Хотя в настоящее время она и находит некоторое применение в индустрии, объемы ее выработки многократно превышают потребности промышленности.

Запатентованный университетом способ применения этого дешевого вещества включает технологии полимеризации серы и изготовления из нее электродов для литий-серных батарей (Li-S). Это новое поколение элементов питания лучше приспособлено для электромобилей, гибридных автомашин и военного применения, так как дешевле, легче и эффективнее литий-ионных батарей, используемых ныне.

Разработать способ полимеризации серы, приемлемый в промышленных масштабах, до сих пор не удавалось. Этому мешала сложность образования этим веществом длинных цепочек молекул. Кроме того, большинство материалов не растворяются в жидкой сере.

В сегодняшней онлайновой публикации «The Use of Elemental Sulfur as an Alternative Feedstock for Polymeric Materials» в журнале Nature Chemistry рассказывается о долгих экспериментах, проведенных международной командой ученых, в попытках выделить подходящие для полимеризации серы химикаты из списка, включавшего около двух десятков наиболее вероятных кандидатов.

Открытый процесс получил название обратной вулканизации, так как требует использования главным образом серы и очень незначительной сторонней добавки. Вулканизация, напротив — предусматривает модифицирование резины малым количеством серы.

Li-S батареи с полимерным электродом имеют лучшие электрохимические свойства, чем аналоги с применением чистой серы. Опытные образцы продемонстрировали высокую удельную емкость (823 мА·ч/г на 100 циклах) и улучшенную эксплуатационную стабильность.

Интерес к новым пластику и батарее уже проявили некоторые компании, сообщают авторы статьи. Проект осуществляется при поддержке американских и южнокорейских научных фондов и предусматривает исследование также других потенциальных способов применения нового пластика, например, в фотонике.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI