Серные аккумуляторы нового поколения: транспорт будущего
Литий-сера — одна из многих технологий аккумуляторов, конкурирующих за то, чтобы вытеснить литий-ионные и стать королем следующего поколения. Теоретически такой способ хранения и выделения энергии дает возможность создавать батареи, которые удерживают в пять раз больше заряда, чем литий при схожем размере и весе элемента. Благодаря тому, что сера является дешевым и распространенным сырьем, эти материалы также намного дешевле, чем существующие литиевые элементы.
Но на практике у них есть серьезные проблемы — отложения ионов на аноде превращаются в длинные шипы проводящего материала, которые замыкают элемент и вызывают его возгорание. Литий-металлические аноды также имеют тенденцию разлагаться менее опасным образом, что в конечном итоге приводит к простою разрядки батарей.
В статье, написанной для IEEE Spectrum, глава отдела разработки батарей Oxis Марк Криттенден подробно описывает, как его команда решает эти проблемы с помощью тонкого слоя керамического материала на аноде. По его словам, это привело к созданию высокоэнергетических элементов со значительно более длительным сроком службы, чем у предыдущих образцов конструкции Li-S.
«Обычные литий-ионные батареи могут выдерживать от 100 до 265 Втч/кг, в зависимости от других рабочих характеристик, под которые они оптимизированы, таких как пиковая мощность или длительный срок службы», — пишет Криттенден. «Однако Oxis разработал прототип литий-серного элемента, который выдает 470 Втч/кг, и мы ожидаем, что в течение года поднимем эту цифру до уровня 500 Втч/кг. Поскольку технология все еще нова и нуждается в улучшении, вполне разумно к 2025 году ожидать от нее выхода в 600 Втч/кг «.
Компания Oxis работает в тесном сотрудничестве с Texas Aircraft Manufacturing, производящей, помимо прочего, электросамолеты. Модель eColt должга стать эффективной тренировочной платформой для обучения пилотов, дешевой в эксплуатации благодаря простой электрической трансмиссии. Пакет, который Oxis представляет компании для использования в eColt, составляет 90 киловатт-часов с плотностью энергии 400 Втч/кг. Это примерно на 40% эффективнее, чем сопоставимый литий-ионный аккумулятор. Благодаря ему полного заряда аккумулятора хватает на 370 километров пути — внушительная дистанция для тренировочного электросамолета.