Нанокластеры против "шаттл-эффекта": Хранение энергии выходит на новый уровень

С появлением переменных источников возобновляемой энергии и растущей популярностью электромобилей, спрос на эффективные системы хранения энергии растёт. В этой связи литий-серные батареи (LSB), способные хранить в 3-5 раз больше энергии, чем традиционные литий-ионные батареи, представляют собой обещающее решение.

Однако сочетание лития и серы в батарее сталкивается с проблемой "шаттл-эффекта", когда промежуточные соединения в процессе работы батареи вызывают её износ и уменьшение емкости. Попытки решения этой проблемы с помощью различных методов ещё не привели к оптимальному результату.

Тем не менее, недавнее исследование , проведенное группой ученых из Японии и Китая под руководством профессора Юичи Негиши из Токийского университета наук, открыло потенциал металлических нанокластеров в LSB. Исследователи использовали нанокластеры, состоящие из платины и золота, в качестве высокоэффективного электрокатализатора в LSB.

Эти нанокластеры позволили разработать специальный сепаратор, который улучшил химические реакции в батарее. Благодаря этому, новая батарея продемонстрировала отличную емкость и устойчивость к циклам зарядки-разрядки. Она показала емкость 1535.4 мАч/г при первом цикле и 887 мАч/г при нагрузке 5А/г.

Преимущества использования металлических нанокластеров включают улучшенную энергоемкость, длительный срок службы и меньшее воздействие на окружающую среду. "LSB с металлическими нанокластерами могут найти применение в электромобилях, портативной электронике и других отраслях", - отмечает профессор Негиши.

В ближайшем будущем данная технология может привести к созданию более долговечных и экономичных устройств для хранения энергии, что в свою очередь поможет снизить выбросы углерода и способствовать внедрению возобновляемой энергии.