Elektromobilių akumuliatorių ateitis. Iš sosto litį verčia nauja baterija ()
Įprastos ličio jonų baterijos pasiekia savo ribas, todėl gamintojai ieško efektyvesnių, pigesnių ir ekologiškesnių alternatyvų.
© Premeditated, CC BY-SA 4.0 | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NIO_EP9,_Oslo_%282024%29.jpg
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Ličio sieros (Li-S) baterijos yra pagrindinė kandidatė tapti naujuoju standartu.
Ši technologija žada teorinį energijos tankį iki 2600 Wh/kg – maždaug 5 kartus didesnį nei ličio jonų akumuliatorių. Be to, siera yra vienas gausiausių elementų Žemėje ir dažnai lieka pigiu naftos perdirbimo šalutiniu produktu.
Skirtingai nuo ličio jonų akumuliatorių, kuriuose jonai tiesiog juda tarp medžiagų sluoksnių (interkaliacija), ličio ir sieros akumuliatoriuose vyksta visa cheminė reakcija. Iškrovimo metu litis reaguoja su siera, sudarydamas ličio sulfidą ir išskirdamas energiją. Kiekvienas sieros atomas gali priimti du ličio jonus, o tradicinėse baterijose vienas atomas turi mažiau nei vieną joną. Tai labai padidina talpą. Tuo pačiu metu akumuliatoriai yra lengvesni, o tai labai svarbu elektrinėms transporto priemonėms ir aviacijai.
|
Be didelio energijos tankio, ličio ir sieros baterijos turi pranašumą, nes yra ekonomiškos ir draugiškos aplinkai. Joms nereikia brangaus ir problemiško kobalto ar nikelio. Tokių baterijų gamyba gali sumažinti anglies pėdsaką 60 %. Saugumas taip pat yra svarbus: sieros katodas nedega, todėl sumažėja šiluminio išbėgimo rizika.
Tačiau technologija dar nėra tobula. Pagrindinė masinio taikymo kliūtis išlieka vadinamasis „polisulfido pernešimo efektas“. Eksploatacijos metu reakcijos tarpiniai produktai ištirpsta elektrolite ir migruoja tarp elektrodų, sukeldami parazitines reakcijas. Dėl to greitai prarandama talpa ir įvyksta savaiminis išsikrovimas.
Dėl šios priežasties ličio ir sieros akumuliatorių tarnavimo laikas šiuo metu yra ribotas iki 300–500 ciklų, o ličio jonų akumuliatoriai gali atlaikyti daugiau nei 1000. Siera taip pat prastai praleidžia elektrą, o išsikrovimo metu jos tūris išsiplečia iki 80 %, o tai gali mechaniškai sunaikinti akumuliatoriaus struktūrą.
Nepaisant iššūkių, pažanga sparti. Tokios įmonės kaip „Lyten“ ir „Zeta Energy“ jau kuria komercinius prototipus ir planuoja atidaryti gamyklas. Tikimasi, kad ličio sieros baterijos komercinėse elektrinėse transporto priemonėse pradės pasirodyti iki 2028–2030 m., o dronuose ir specialioje įrangoje – dar greičiau.
