Ученые создали литий-серные батареи из бумажной биомассы

Москва, 15:42, 03 Апр 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Основным побочным продуктом бумажного производства является лигносульфонат – сульфированный углеродный отход, обычно сжигаемый на месте с выбросом в атмосферу CO₂ после захвата серы для повторного использования. Ученые из Ренсселеровского политехнического института предложили способ использования материала в роли сырья для литий-серных аккумуляторов.

Подобные многозарядные батареи, приводит sciencedaily.com мнение авторов, могут питать дата-центры и обеспечивать более дешевые возможности хранения энергии для обычных и микросетей.

«Наше исследование показало потенциал использования побочного продукта бумажной промышленности в создании экологичных и дешевых электродных материалов для литий-серных батарей», — сказал Тревор Симмонс, разработавший процесс с коллегами из Центра энергосистем будущего и запатентовавший его сбывшим выпускником, Рахулом Мукерджи.

Лидерами в своей сфере являются литий-ионные аккумуляторы. В последнее время, однако, все больше внимания уделяется возможности создания литий-серных батарей, превосходящих первый тип по количеству энергии почти в 2 раза при одинаковой массе. Проблема в том, что сера в электродах легко растворяется в электролите – они выдерживают только несколько циклов.

Для решения проблемы ученые объединились с компанией Finch Paper, предоставившей им лигносульфонат. Эту коричневую вязкую массу высушили и нагрели примерно до 700°С в диффузионной печи с кварцевой трубой. Большинство серы испарилось, но часть осталась в виде полисульфидов, глубоко внедрившихся в активированную углеродную матрицу. Нагрев повторялся, пока она не захватывала нужное количество атомов серы. Затем материал измельчался и смешивался с инертным полимером для создания катодного покрытия на алюминиевой фольге.

Прототип, размером с батарейку от часов, выдержал около 200 циклов зарядки. На следующих этапах авторы хотят увеличить размер и срок службы изделия.