Monašo universiteto (Australija) tyrėjai ketina artimiausiu metu komercializuoti efektyviausią pasaulyje ličio-sieros (Li-S) bateriją, daugiau nei keturgubai lenkiančią dabartines rinko lyderes ličio jonų baterijas. Tikimasi, kad naujieji akumuliatoriai ir Australijai, ir likusiam pasauliui nuties kelią į ateitį.
Dr. Mahdokht Shaibani iš Monašo universiteto Mechanikos ir aerokosmonautikos inžinerijos departamento vadovavo tarptautinei tyrėjų komandai, sukūrusiai itin didelės talpos Li-S bateriją, kuri yra našesnė ir mažiau kenkia aplinkai nei dabartiniai ličio jonų produktai.
Tyrėjai turi patvirtintą gamybos proceso patentą (PCT/AU 2019/051239), o elementų prototipus sėkmingai pagamino partneriai iš Fraunhoferio Medžiagų ir spindulinės technologijos instituto Vokietijoje.
Kai kurie didžiausi ličio baterijų gamintojai Kinijoje ir Europoje išreiškė susidomėjimą galimybe išplėsti gamybą, o tolesni bandymai turėtų vykti Australijoje 2020 metų pradžioje.
Tyrimą aprašantį straipsnį 2020 sausio 3 dieną, penktadienį, publikavo recenzuojamas žurnalas „Science Advances“.
Profesorius Mainakas Majumderis sakė, kad šis universiteto kūrinys buvo proveržis Australijos pramonei ir ateityje gali transformuoti telefonų, elektromobilių, kompiuterių ir saulės elementų gamybą.
„Sėkmingai gaminant ir diegiant Li-S baterijas automobiliuose ir elektros tinkluose, bus atsiriekta nemenka dalis numatomos 213 milijardų Australijos dolerių ličio [pramonės] vertės ir įvykdyta revoliucija Australijos automobilių rinkoje, o visi australai turės švaresnę ir patikimesnę energijos rinką. Šiais metais mūsų tyrėjų komanda šiai baterijų technologijai automobiliuose ir elektros tinkluose vystyti gavo daugiau nei 2,5 mln. dolerių dotaciją iš vyriausybės ir tarptautinės pramonės partnerių, kas mus labiausiai džiugina“, – sakė prof. M.Majumderis.
Lig šiol Li-S baterijų technologijos problema buvo ta, kad nors sieros elektrodų talpa buvo labai didelė, besikartojant įkrovimo ir iškrovimo ciklams jie greitai degraduodavo ir talpos pranašumą prarasdavo.
Naudodami tas pačias medžiagas kaip ir standartinėse ličio jonų baterijose, tyrėjai sieros katodų dizainą pertvarkė taip, kad jie galėtų prisitaikyti prie didesnių apkrovų, neprarasdami talpos ar našumo.
Įkvėpta unikalios tiltelių architektūros, pirmą kartą panaudotos skalbimo miltelių gamybai aštuntajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, komanda sieros dalelėms suteikė daugiau vietos plėstis ir trauktis. Įprastai Li-S baterijose pridedama medžiagų, sujungiančių daleles viduje taip, kad plėsdamosi baterijos neskiltų. M.Shaibani ir jos komanda elektrodui panaudojo mažiau polimerinės rišamosios medžiagos, ir sukūrė labiau nutolusias struktūras tarp sieros dalelių. Šis polimeras daleles susieja tilteliais, o ne tankiu tinklu. Taip baterija tampa atsparia skilimui ir gali pasiekti iki šiol jokiose baterijose neregėtą stabilumą. Baterija išlaiko 99 proc. Pradinės talpos lygį ir po daugiau nei 200 ciklų.
Dėl išskirtinio našumo, mažų gamybos sąnaudų, žaliavos gausos, gamybos paprastumo ir mažesnės žalos aplinkai, naujoji baterija patraukli būsimam panaudojimui realiomis sąlygomis, pažymi asoc. prof. Matthew Hillas.
„Toks būdas ne tik pagerina našumą ir pailgina gyvenimo ciklą, bet ir yra paprastas, o gamyba itin pigi, naudojanti vandens pagrindo procesus, tad galima gerokai sumažinti aplinkai pavojingų atliekų kiekius“ – sakė M.Hillas.
