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Al centro della maggior parte dell'elettronica di oggi ci sono le batterie ricaricabili agli ioni di litio (LIB). Ma le loro capacità di accumulo di energia non sono sufficienti per i sistemi di accumulo di energia su larga scala (ESS). Le batterie al litio-zolfo (LSB) potrebbero essere utili in tale scenario a causa della loro maggiore capacità di accumulo di energia teorica. Potrebbero persino sostituire i LIB in altre applicazioni come i droni, data la loro leggerezza e il minor costo.
Ma lo stesso meccanismo che sta dando loro tutto questo potere impedisce loro di diventare una realtà pratica diffusa. A differenza dei LIB, la via di reazione negli LSB porta ad un accumulo di solfuro di litio solido (Li 2 S 6 ) e polisolfuro di litio liquido (LiPS), provocando una perdita di materiale attivo dal catodo di zolfo (elettrodo caricato positivamente) e corrosione dell'anodo di litio (elettrodo caricato negativamente). Per migliorare la durata della batteria, gli scienziati sono alla ricerca di catalizzatori in grado di rendere questa degradazione reversibile in modo efficiente durante l'uso.
In un nuovo studio pubblicato su ChemSusChem , scienziati del Gwangju Institute of Technology (GIST), Corea, riferire la loro svolta in questo sforzo. "Durante la ricerca di un nuovo elettrocatalizzatore per gli LSB, abbiamo ricordato uno studio precedente che avevamo eseguito con ossalato di cobalto (CoC 2 oh 4 ) in cui avevamo scoperto che gli ioni caricati negativamente possono facilmente adsorbirsi sulla superficie di questo materiale durante l'elettrolisi. Questo ci ha motivato a ipotizzare che CoC 2 oh 4 mostrerebbe un comportamento simile anche con lo zolfo negli LSB, " spiega il Prof. Jaeyoung Lee del GIST, che ha condotto lo studio.
Per verificare la loro ipotesi, gli scienziati hanno costruito un LSB aggiungendo uno strato di CoC 2 oh 4 sul catodo di zolfo.
Abbastanza sicuro, osservazioni e analisi hanno rivelato che CoC 2 oh 4 la capacità di adsorbire lo zolfo ha permesso la riduzione e la dissociazione di Li 2 S 6 e LiPS. Ulteriore, sopprimeva la diffusione di LiPS nell'elettrolita assorbendo LiPS sulla sua superficie, impedendogli di raggiungere l'anodo di litio e innescando una reazione di autoscarica. Queste azioni insieme hanno migliorato l'utilizzo dello zolfo e ridotto la degradazione dell'anodo, aumentando così la longevità, prestazione, e capacità di accumulo di energia della batteria.
Accusato da questi risultati, Il prof. Lee immagina un futuro elettronico governato da LSB, che i LIB non possono realizzare. "Gli LSB possono consentire un trasporto elettrico efficiente come negli aerei senza pilota, autobus elettrici, camion e locomotive, oltre a dispositivi di accumulo di energia su larga scala, " osserva. "Speriamo che i nostri risultati possano avvicinare gli LSB alla commercializzazione per questi scopi".
Forse, è solo questione di tempo prima che le batterie al litio-zolfo alimentino il mondo.
