Литий-серные батареи (далее Li-S) были восприняты как новое поколение батарей, чтобы заменить текущий Литиево-ионные. Li-S батареи дешевле и более энергоемким, чем ионые, что является важной характеристикой во всем: от электромобилей до ноутбуков.
Но минус Li-S батарей заключается в том, что их эксплуатация длится всего лишь 100 циклов зарядки.
Исследователи Purdue нашли способ увеличить продолжительность жизни Li-S батарей в процессе, который имеет дополнительный бонус, являющийся удобным способом переработки пластика. Их процесс, недавно опубликованный в ACS Applied Materials and Interfaces , пластмасса под микроволновым излучением, превращается в идеальное вещество, которое увеличивает срок службы батарей до более 200 циклов заряда
«Независимо от того, сколько раз вы перерабатываете пластик, этот пластик остается на земле. Мы думали о способах избавиться от него в течение длительного времени, и нашли способ, который решает проблему и с пластиком и Li-S батареями».- сказал Вилас Поль, доцент в Школе химической инженерии Пердью.
Необходимость сокращения свалок проходит параллельно с созданием Li-S батарей, достаточных для коммерческого использования.
«Поскольку литий-серные батареи становятся все более популярными, мы хотим получить от них более длительную службу, - сказал Пол.
Литий-серные( Li-S ) батареи, как следует из их названия, имеют литий и серу. Когда применяется ток, ионы лития мигрируют в серу, и происходит химическая реакция для получения сульфида лития. Побочный продукт этой реакции, полисульфид, имеет тенденцию переходить обратно на литиевую сторону и предотвращает миграцию ионов лития в серу. Это уменьшает зарядную емкость батареи, а также срок ее службы.
«Самый простой способ блокировать полисульфид - это установить физический барьер между литием и серой, - сказал Патрик Ким, научный сотрудник по химическому машиностроению Пердью.
«У каждого материала есть своя польза, но биомасса хороша для хранения и может использоваться для других целей. Отходы пластмассы - действительно бесполезный и обременительный материал»- сказал Пол
Исследователи впитывали полиэтиленовый пакет в серосодержащий растворитель и помещали его в микроволновую печь, чтобы обеспечить быстрое повышение температуры, необходимое для трансформации в полиэтилен низкой плотности. Затем полиэтилен низкой плотности можно было бы превратить в угольный каркас, чтобы разделить литиевую и серую половинки аккумуляторной ячейки.
«Это первый шаг для повышения емкости аккумулятора, - сказал Пол. «Следующим шагом является изготовление батареи большего размера, использующей эту концепцию».
