Катод из нанокомпозита удваивает емкость батарей

Композитный катод, созданный исследователями из Кембриджского университета, состоит из серы и наноструктурированного углерода. Он обеспечивает вдвое большую удельную (на единицу веса) энергоемкость и более дешев, чем традиционно используемые материалы.

Катод является одним из трех основных компонентов батареи, наряду с анодом и электролитом, однако только стоимость материалов для него составляет 35-40% от общих затрат на создание конечного продукта.

Серо-углеродные электроды изготовляют, выращивая «лес» высококачественных углеродных нанотрубок (CNT) на слое металлической пены. CNT имеют отличную электропроводность и обеспечивают объемную основу для введения мельчайших частиц серы, которые накапливают электроны. Пористая структура металлической пены в сочетании с плотной вертикальной «посадкой» нанотрубок представляет собой лабиринт с большой площадью поверхности для удерживания электродного материала.

Коммерческому внедрению литий-серных батарей до сих пор препятствовало короткое время эксплуатации. Оно, как правило, не превышало 80 циклов перезарядки, тогда как обычные литий-ионные аккумуляторы рассчитаны на 500 циклов.

Применение серо-углеродного композита значительно улучшает эту характеристику: модернизированные таким образом батареи сохраняют 80% ресурса после 250 полных циклов перезарядки. Этого пока недостаточно, чтобы кембриджские устройства могли претендовать на рынок потребительской электроники, но, вполне вероятно, что для них найдутся нишевые приложения в аэрокосмической индустрии и военном деле.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365