Wystarczyło pokryć jeden komponent odpowiednim materiałem. Akumulatory zyskały 500 proc. trwałości

Okazuje się, że klucz do dłuższej żywotności baterii litowo-siarkowych mógł kryć się w zaskakująco prostym rozwiązaniu. Zamiast skomplikowanych modyfikacji elektrod czy elektrolitów, badacze skupili się na elemencie, który dotąd pozostawał w cieniu – separatorze.

Główną przeszkodą w komercjalizacji tych ogniw był tak zwany efekt wahadłowy. Podczas pracy baterii powstają polisiarczki litu, które wędrują między elektrodami, powodując ich szybką degradację. To właśnie te związki chemiczne drastycznie skracały żywotność ogniw, uniemożliwiając ich praktyczne wykorzystanie.

Czytaj także: Bateria litowo-siarkowa z historycznym rezultatem. Takiej konstrukcji jeszcze nie było!

Powłoka HiSep-II działa jak inteligentny filtr aplikowany na powierzchni separatora baterii. Blokuje niszczące polisiarczki, jednocześnie pozwalając na swobodny przepływ jonów litu niezbędnych do prawidłowego działania ogniwa. To eleganckie rozwiązanie skupia się wyłącznie na separatorze, co wydaje się prostszym i bardziej skalowalnym rozwiązaniem niż konkurencyjne metody usprawniania materiałów katod lub elektrolitów.

Wyniki laboratoryjne są naprawdę imponujące. Ogniwa wyposażone w nową powłokę osiągnęły tysiąc cykli ładowania, podczas gdy standardowe baterie litowo-siarkowe wytrzymywały zaledwie 200 cykli. To pięciokrotne wydłużenie żywotności rzeczywiście otwiera drogę do praktycznego wykorzystania tej technologii.

Baterie litowo-siarkowe oferują kilka istotnych przewag nad dominującymi ogniwami litowo-jonowymi. Charakteryzują się większą gęstością energii, szybszym ładowaniem i lepszym bezpieczeństwem użytkowania. Dodatkowo siarka jest surowcem powszechnie dostępnym i relatywnie tanim, co może znacząco obniżyć koszty produkcji.

Zastosowanie technologii HiSep-II w samochodach elektrycznych mogłoby przynieść wymierne korzyści. Typowy pakiet baterii 800-woltowych mógłby stać się lżejszy o ponad 200 kilogramów. Taka redukcja masy bezpośrednio przełożyłaby się na zwiększony zasięg i lepszą wydajność pojazdów.

Potencjalne zastosowania wykraczają daleko poza motoryzację. Technologia mogłaby znaleźć zastosowanie w lotnictwie pasażerskim i wojskowym, dronach i pojazdach bezzałogowych, transporcie morskim oraz wielkoskalowych systemach magazynowania energii odnawialnej. To ostatnie zastosowanie wydaje się szczególnie istotne dla rozwoju zielonej energetyki, gdzie trwałość i stabilność baterii są kluczowe.

Norweski Uniwersytet Naukowo-Techniczny opatentował powłokę HiSep-II w 2023 roku i obecnie pracuje nad wprowadzeniem rozwiązania na rynek. Proces nakładania powłoki został zaprojektowany jako przyjazny dla środowiska i możliwy do skalowania przemysłowego.

Czytaj także: Nowa metoda badania baterii ujawniła zaskakujące zjawisko. Elektrolit zachowuje się jak żywy organizm

Przed pełną komercjalizacją technologia musi przejść szereg testów przez niezależne podmioty. Kluczowe będzie potwierdzenie długoterminowej wydajności w warunkach rzeczywistych oraz opracowanie rentownej produkcji na dużą skalę. Uniwersytet aktywnie poszukuje partnerów licencyjnych gotowych sfinansować dalsze badania i testy.

Unikalne podejście norweskich badaczy, koncentrujące się wyłącznie na modyfikacji separatora, może okazać się istotną przewagą konkurencyjną. Co ciekawe, technologia może być adaptowana również do istniejących baterii litowych, co dodatkowo zwiększa jej potencjał rynkowy.

Rozwój baterii litowo-siarkowych z powłoką HiSep-II może znacząco przyspieszyć transformację energetyczną. Połączenie zwiększonej żywotności, niższych kosztów i lepszych parametrów technicznych czyni tę technologię jednym z bardziej obiecujących rozwiązań w dziedzinie magazynowania energii.