Par Cameron Chai
Une équipe de recherche aboutie par Linda Nazar à partir de l'Université de Waterloo au Canada et le Thomas Bein à partir de Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen (LMU) Munich a synthétisé les nanoparticles poreux de carbone qui emploient des molécules de soufre afin d'optimiser l'efficience des batteries de lithium-soufre, qui est une découverte importante dans l'avancement de cette génération future de batteries.
Dans des prototypes de batterie de lithium-soufre, l'échange des ions de lithium a lieu entre les électrodes de soufre et de lithium-carbone. Dans des conditions optimales, deux ions de lithium peuvent être absorbés par chaque atome de soufre. Par Conséquent du soufre peut être utilisé comme matériau supérieur de stockage de l'énergie dû à son grammage faible. Cependant, le transport d'électron en soufre est très difficile pendant charger et décharger dû à sa conductivité électrique faible.
Pour optimiser le design de la batterie de lithium-soufre, les chercheurs chez Nanosystems Munich Initiatique (NIM) travaillent à intégrer un matériau conducteur nanostructured pour fabriquer des phases de soufre avec la plus grande possible zone de surface adjacente pour un meilleur transport d'électron. En tant qu'élément de cet effort, l'équipe de recherche de Thomas Bein à NIM a au commencement synthétisé un réseau des nanoparticles poreux de carbone avec 3-6 pores de largeur de nanomètre, qui activent la distribution homogène du soufre. Ce nanostructure de carbone non seulement fait absorber tout le soufre les ions de lithium mais les met également tout près le carbone conducteur.
Thomas Bein a expliqué que le soufre a été hautement stabilisé et électriquement accessible dans les nanoparticles poreux de carbone de sorte que l'équipe ait pu atteindre la bonne stabilité de cycle et une capacité initiale élevée de 1200 mAh/g. Les résultats d'étude mettent l'accent sur l'importance de la nano-morphologie pour améliorer la performance des designs novateurs de stockage de l'énergie. Les nanoparticles mesoporous de carbone développés par l'équipe ont une surface record de 2445 m/g2 et un volume interne de pore de 2,32 cm/g.3
Le nanostructure de carbone réduit à un minimum le problème associé avec du polysulfure, qui affecte négativement la capacité de remplissage et déchargeante de la batterie par la formation comme produit intermédiaire pendant le procédé électrochimique. Les polysulfures sont collés sur le réseau de carbone jusqu'à ce qu'ils aient été convertis en sulfure désiré de dilithium. Les chercheurs ont appliqué une couche mince d'oxyde de silicium au-dessus du matériau de carbone pour le protéger contre des polysulfures sans conductivité compromettante.
Source : http://www.uni-muenchen.de/