poleca:
Stworzenie
akumulatorów zdolnych magazynować duże ilości energii przez dłuższy czas
miałoby ogromne znaczenie naukowe i technologiczne. Przykładem takiego
rozwiązania mogą być ogniwa Li-S, które w porównaniu z konwencjonalnymi
ogniwami litowo-jonowymi dają większą gęstość energii niższym kosztem.
Pomimo znacznych postępów nadal istnieje wiele wyzwań utrudniających ich
upowszechnienie. Najpoważniejsze problemy to słabe przewodnictwo własne
siarki oraz przenikanie do elektrolitu niepożądanych związków
(wielosiarczków) powstających w wyniku dezintegracji katody.
Badacze pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem "Advanced
European lithium sulphur cells for automotive applications" (EUROLIS)
dążą do zwiększania stabilności katod Li-S poprzez zastosowanie
zbiorników wielosiarczków o zmodyfikowanych powierzchniach. Proponowany
układ o dużym polu powierzchni powinien umożliwić słabą adsorpcję
wielosiarczków pośrednich i odwracalną desorpcję. Pozwoliłoby to w pełni
wykorzystywać materiał aktywny.
Dokładniejsze zrozumienie wpływu pola powierzchni i interakcji
zachodzących między elektrolitem a siarkowymi kompozytami katody wymaga
wiarygodnych technik charakteryzowania. W ramach projektu EUROLIS
stworzono różnorodne narzędzia in situ i ex situ do analizowania
akumulatorów Li-S na różnych etapach ładowania i rozładowywania.
Pozwoliły one lepiej poznać właściwości elektrochemiczne akumulatora
Li-S. Uczestnicy projektu EUROLIS wykorzystali je do skutecznego
monitorowania procesów formowania i dyfuzji (migracji) wielosiarczków w
różnych częściach akumulatora Li-S.
Zastosowane metody spektroskopii w ultrafiolecie w połączeniu ze
sprzętem w postaci zmodyfikowanych ogniw czteroelektrodowych Swagelok
mogą posłużyć zarówno do określania ilości wielosiarczków w separatorze,
jak i do rozróżniania typów wielosiarczków. Z kolei zastosowanie
rentgenowskiej spektroskopii absorpcji na krawędzi K siarki pozwoliło
partnerom jakościowo i ilościowo określać zawartość wielosiarczków w
katodzie kompozytowej.
Skład elektrody dobrano w taki sposób, aby maksymalizować ładowanie
siarki na elektrodzie dodatniej. Zaadaptowane separatory, elementy
litowe i elektrolity posłużyły do przygotowania 12 ogniw prototypowych w
konfiguracji standardowej. Z innych działań można wskazać testy
porównawcze innych technologii ogniw Li-S. Skoncentrowano się na
akumulatorach stałych i polimerowych, w których możliwe byłoby skuteczne
zapobieganie migracji wielosiarczków.
Działania projektu EUROLIS wnoszą ważny wkład w rozwój wiedzy na
temat wytwarzania akumulatorów Li-S. Informacje o projekcie są
upowszechniane poprzez jego witrynę internetową, w publikacjach w
czasopismach naukowych i podczas konferencji.
