Επιστήμονες ανάπτυξαν νέα μπαταρία λιθίου-θείου που παρέχει πενταπλάσια πυκνότητα ενέργειας από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου και εμπνέεται από την ανατομία του ανθρώπου.

Το πρωτότυπο – που παρέχει πενταπλάσια ενεργειακή πυκνότητα από τις μπαταρίες ιόντων-λιθίου – χρησιμοποιεί κυψέλες λιθίου-θείου σχεδιασμένες κατ’ απομίμηση του εντέρου. Η σχεδίαση αυτή θα μπορούσε να κάνει τις μπαταρίες αυτού του τύπου να διαρκούν αρκετά, ώστε να γίνουν κατάλληλες για εμπορικές χρήσεις.

Η έρευνα, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Cambridge, μπόρεσε να ξεπεράσει μια από τις σημαντικότερες αδυναμίες των κυψελών λιθίου-θείου: τη γρήγορη αποσύνθεσή τους, παρά την ανωτερότητά τους στην πυκνότητα ενέργειας.

Όταν μια μπαταρία λιθίου-θείου εκφορτίζεται, το θείο στην κάθοδο απορροφά λίθιο από την άνοδο. Αυτή η αλληλεπίδραση μετατρέπει τα μόρια του θείου σε αλυσίδες πολυσουλφιδίων.

Μετά από πολλαπλούς κύκλους φόρτισης – εκφόρτισης, η αντίδραση αρχίζει να καταπονεί την κάθοδο, οδηγώντας τα κομμάτια των πολυσουλφιδίων σε διάρρηξη και την είσοδό τους στον ηλεκτρολύτη της μπαταρίας, που βρίσκεται ανάμεσα στα δύο ηλεκτρόδια.

Όταν συμβεί αυτό, η μπαταρία αρχίζει να υποβαθμίζεται, καθώς χάνει το ενεργό υλικό της.

Στο σημείο αυτό εισέρχεται η έμβιο-μίμηση. Τα έντερά μας είναι επενδυμένα με λεπτές προεξοχές που ονομάζονται «λάχνες», που απορροφούν τις θρεπτικές ουσίες κατά την πέψη. Οι λάχνες αυξάνουν την επιφάνεια των εντέρων μέχρι 30 φορές. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν τώρα μια νάνο-κατασκευή από οξείδια ψευδαργύρου που μοιάζει και δρα όπως οι λάχνες. Αυτές οι πρωτότυπες λάχνες θα απορροφούν τα πολυσουλφίδια του ηλεκτρολύτη, επιβραδύνοντας τη διαδικασία υποβάθμισης των κυψελών λιθίου-θείου.

Στις δοκιμές, μετά από 200 κύκλους εκφόρτισης σε μία ώρα (1C), η πρωτότυπη νάνο-κατασκευή παρουσίασε μέση μείωση απόδοσης κατά 0,05% ανά κύκλο, πλησιάζοντας σχεδόν πλήρως τη σταθερότητα των μπαταριών ιόντων-λιθίου, που κυμαίνεται μεταξύ 0,025 και 0,048% μέση μείωση απόδοσης ανά κύκλο.

Πηγή: «Electric Vehicle News», 16 Νοεμβρίου 2016