Исследователи из Университета Вандербильта и Университета Мэриленда разработали новую химию литий-серных аккумуляторов. Благодаря добавлению хлора сера вступает в реакцию с третьим электроном, что повышает емкость и рабочее напряжение элемента.
В ходе экспериментов емкость серы выросла на 58%, а среднее напряжение увеличилось с 2,05 до 2,54 В. Удельная энергоемкость активного материала превысила 1700 Вт·ч/кг. Потенциальная энергоемкость готового аккумуляторного стека оценивается в 477 Вт·ч/кг, что на 37% выше показателей традиционных систем.
Для обеспечения обратимости реакции ученые применили молекулярное моделирование и подобрали электролит, предотвращающий растворение серно-хлорных соединений. Спектроскопические исследования подтвердили, что сера проходит через дополнительное химическое состояние в процессе циклов зарядки и разрядки.
Команда собрала однослойный аккумулятор пакетного типа, который сохранил 78% емкости после 100 циклов. Технология пока не готова к коммерческому внедрению: прототип использует металлический литий и требует слишком большого объема электролита, что затрудняет создание серийных батарей.
