Przełomowe rozwiązania Donghai Wanga: tańsze i trwalsze baterie do pojazdów elektrycznych i energii odnawialnej
WarsawDonghai Wang, profesor inżynierii mechanicznej na SMU, wraz ze swoim zespołem badawczym osiągnął znaczący postęp w technologii odnawialnych baterii, skupiając się na bateriach litowo-siarkowych (Li-S). Ten przełom może zrewolucjonizować pojazdy elektryczne, czyniąc je bardziej przystępnymi cenowo i przyjaznymi dla środowiska.
Obecnie najczęściej używane są akumulatory litowo-jonowe, jednak mają one pewne wady. Nie gromadzą tyle energii, ile byśmy chcieli, a do tego są kosztowne. Akumulatory litowo-siarkowe mogą okazać się lepszym rozwiązaniem ze względu na ich potencjalne korzyści teoretyczne.
- Większa pojemność energetyczna
- Niższe koszty produkcji
- Zwiększona zrównoważoność
Akumulatory Li-S borykają się z poważnym problemem, jakim jest rozpuszczanie polisulfidów, które skraca ich żywotność poprzez uszkodzenia podczas ładowania i rozładowywania. Wang znalazł rozwiązanie, opracowując specjalny typ katody z hybrydowych polimerów. Dzięki tej innowacyjnej konstrukcji udaje się uniknąć problemów związanych z rozpuszczaniem polisulfidów, przy wykorzystaniu różnych połączeń siarki i metod przechwytywania cząstek na poziomie atomowym.
Wykorzystanie tej technologii nie tylko zwiększa żywotność i pojemność, ale też otwiera nowe możliwości. Oprócz pojazdów elektrycznych może znacząco wpłynąć na inne obszary. Odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce, często mają problemy z magazynowaniem. Bardziej wydajne i trwałe baterie Li-S mogą poprawić przechowywanie energii, co prowadzi do mądrzejszego i bardziej ekologicznego jej użytkowania.
Zaawansowane badania o szerokim zastosowaniu: Zespół Wanga współpracujący z Pennsylvania State University oraz Argonne National Laboratory udowadnia, że ich rozwiązanie można wdrożyć na dużą skalę. Korzyści ekonomiczne są obiecujące, ponieważ obniżenie kosztów baterii może bezpośrednio wpłynąć na zmniejszenie ceny pojazdów elektrycznych. Ułatwi to dostępność dla większej liczby osób i przyczyni się do ograniczenia zużycia paliw kopalnych.
Przemysł może wkrótce bardziej skupić się na bateriach litowo-siarkowych zamiast litowo-jonowych. Mimo że nadal istnieją wyzwania, to ostatnie odkrycia budzą nadzieję na bardziej ekologiczne i trwalsze magazynowanie energii. Ten postęp może stać się ważnym krokiem w technologii magazynowania energii i wesprzeć globalne dążenia do bardziej przyjaznej dla środowiska przyszłości.
Testowanie tej technologii w rzeczywistych warunkach i sprawdzenie, czy działa dla firm, jest niezwykle istotne. Jeśli się sprawdzi, może przynieść znaczące poprawy w rozwijaniu urządzeń codziennego użytku oraz w dużej skali magazynowania energii. Dzięki temu możemy zbliżyć się do bardziej zrównoważonej przyszłości, co z długoterminowej perspektywy przyniesie korzyści.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1038/s41893-024-01453-0i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Meng Liao, Yaobin Xu, Muhammad Mominur Rahman, Sha Tan, Daiwei Wang, Ke Wang, Naveen K. Dandu, Qian Lu, Guoxing Li, Linh Le, Rong Kou, Heng Jiang, Au Nguyen, Pei Shi, Lei Ye, Anh T. Ngo, Enyuan Hu, Chongmin Wang, Donghai Wang. Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries. Nature Sustainability, 2024; DOI: 10.1038/s41893-024-01453-0Udostępnij ten artykuł