Ученые ищут новые пути не только для производства электроэнергии, но и для хранения электроэнергии из альтернативных источников, которые можно было бы применить для эффективного использования энергии и обеспечения экологической безопасности.
При поиске батареи будущего важно найти оптимальные комбинации материалов, которые смогут конкурировать с преобладающими литиево-ионными батареями. При этом все чаще объектом внимания становятся так называемые металл-серные батареи. Потому что сера обещает высокую емкость и низкие издержки производства. Химики из Университета им. Фридриха Шиллера Йена, института фотонных технологий Лейбница в Йене и Технологического университета Хемница обнаружили в этом типе батареи феномен, который может существенно повлиять на их функционирование и, следовательно, нуждается в дальнейшем изучении.
«В сочетании с металлом, таким как натрий или литий, батарея с серой в качестве положительного полюса теоретически может хранить гораздо больше энергии, чем большинство других материалов», — объясняет профессор д-р Филипп Адельхельм из Йенского университета. «В настоящее время проводится много исследований по металл-серным батареям по всему миру. Однако из-за плохой проводимости серы её нужно объединить с очень тонкодисперсным проводящим углеродом». Оба элемента взаимодействуют при контакте самым неожиданным образом. Ученые смешивали при нормальной температуре окружающей среды высокопористые частицы углерода и серы в равных частях друг с другом. При этом атомы серы покрывали всю поверхность углерода за короткое время. Если смесь исследовать более подробно спектроскопическими или микроскопическими методами, то можно обнаружить значительные изменения в свойствах серы. Через несколько дней сера теряет свою структуру и становится аморфной. Также теряется точка плавления. Этот феномен, когда сера изменяется в контакте с углеродом столь радикально, химики называют спилловер – эффектом (перетекание).
«Мы очень удивлены тем, что до сих пор этот эффект был упущен, поскольку мы смогли распознать его с помощью относительно простых методов исследования», — говорит Адельхельм. «Мы ожидаем, что это фундаментальное явление повлияет на все типы металл-серных батарей, в которых используется пористый углерод». Поэтому сейчас необходимо продолжить исследования, чтобы больше узнать о спилловер- эффекте, и использовать его в батареях.
Источник: http://www.chemie.de/news/1157063/liaison-zwischen-schwefel-und-kohlenstoff.html