Для удовлетворения растущего мирового спроса на электромобили нам нужны новые и усовершенствованные аккумуляторы. Одним из перспективных кандидатов являются полностью твердотельные литий-серные аккумуляторы.

По словам исследователя Джастина Кима, они могут накапливать почти в 10 раз больше энергии, чем традиционные литий-ионные аккумуляторы.

В этом типе аккумуляторных батарей используется сера, материал, который является легкодоступным и более безвредным для окружающей среды, а также, по словам Кима, значительно безопаснее. Это означает, что электромобиль может стоить дешевле, проезжать большие расстояния на одной зарядке.

«Фундаментальное понимание этого типа аккумуляторов сейчас очень ограничено, потому что это новая технология», — сказал Ким, который изучал литий-серные аккумуляторы во время получения степени магистра в Западном университете и сейчас работает над докторской диссертацией в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в той же области. «Таким образом, мало что известно об их механизме работы и способах отказа, и эта информация действительно важна для разработки аккумуляторов с более длительным сроком службы и высокой плотностью энергии».

Ким и ее коллеги из Западного университета использовали Канадский источник света (CLS) в Университете Саскачевана, чтобы проанализировать, что происходит внутри этих батарей, когда они используются. Они определили, какие виды серы образуются в батарее во время ее работы и как это может снизить производительность или привести к выходу батарей из строя. Их результаты были опубликованы в Nature Communications.

«Исследования, которые мы смогли провести в CLS, действительно позволили нам лучше понять, как работают эти аккумуляторы», — сказал Ким. «Благодаря этим новым разработкам мы смогли сформировать новые принципы проектирования, которые могут еще больше повысить производительность аккумулятора, включая срок службы батареи и количество энергии, которую она может накапливать».

Команда надеется, что им удастся ускорить внедрение этой новой технологии в повседневное использование в течение следующих 5-10 лет.

«Эти аккумуляторы являются действительно многообещающим кандидатом для использования в электромобилях и множестве новых технологий, таких как электрическая авиация», — сказал он.

Когда Ким был маленьким, его вдохновляли залежи серы, мимо которых его семья проезжала в Ванкувере. В городе есть гигантские горы желтого сырья, сложенные недалеко от побережья.

«Я нахожу по-настоящему захватывающим то, что вы можете использовать серу в качестве материала для аккумулятора», — сказал он. Он в восторге от потенциала этого материала, которого много в Канаде и за ее пределами.

«Я увлечен этой областью, потому что считаю, что это может способствовать смягчению последствий изменения климата, а также помочь обществу перейти к электромобилям и некоторым приложениям для производства электроэнергии следующего поколения».