Stel je voor dat je toegang hebt tot een batterij, die het potentieel heeft om uw telefoon vijf aaneengesloten dagen van stroom te voorzien, of een elektrisch voertuig in staat stellen om meer dan 1000 km te rijden zonder te hoeven "tanken".

Onderzoekers van de Monash University staan ​​op het punt om 's werelds meest efficiënte lithium-zwavel (Li-S) batterij op de markt te brengen, die meer dan vier keer beter zou kunnen presteren dan de huidige marktleiders, en kracht voor Australië en andere wereldwijde markten tot ver in de toekomst.

Dr. Mahdokht Shaibani van de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de Monash University leidde een internationaal onderzoeksteam dat een Li-S-batterij met ultrahoge capaciteit ontwikkelde die betere prestaties en minder impact op het milieu heeft dan de huidige lithium-ionproducten.

De onderzoekers hebben een goedgekeurd ingediend patent (PCT/AU 2019/051239) voor hun productieproces, en prototypecellen zijn met succes vervaardigd door de Duitse R&D-partners Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology.

Enkele van 's werelds grootste fabrikanten van lithiumbatterijen in China en Europa hebben belangstelling getoond voor opschaling van de productie, met verdere tests die begin 2020 in Australië zullen plaatsvinden.

De studie is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang op vrijdag, 3 januari 2020.

Professor Mainak Majumder zei dat deze ontwikkeling een doorbraak was voor de Australische industrie en de manier waarop telefoons, auto's, computers en zonne-energienetwerken worden in de toekomst geproduceerd.

"Succesvolle fabricage en implementatie van Li-S-batterijen in auto's en netwerken zal een belangrijker deel van de geschatte waardeketen van $ 213 miljard van Australisch lithium veroveren, en zal een revolutie teweegbrengen in de Australische automarkt en alle Australiërs voorzien van een schonere en betrouwbaardere energiemarkt, ' zei professor Majumder.

"Ons onderzoeksteam heeft vanaf dit jaar meer dan 2,5 miljoen dollar aan financiering ontvangen van de overheid en internationale industriepartners om deze batterijtechnologie te testen in auto's en elektriciteitsnetten. waar we het meest enthousiast over zijn."

Door dezelfde materialen te gebruiken in standaard lithium-ionbatterijen, onderzoekers hebben het ontwerp van zwavelkathoden opnieuw geconfigureerd, zodat ze hogere spanningsbelastingen konden opvangen zonder de algehele capaciteit of prestaties te verminderen.

Geïnspireerd door een unieke brugarchitectuur die voor het eerst werd vastgelegd in de verwerking van waspoeders in de jaren 70, het team ontwikkelde een methode die bindingen tussen deeltjes creëerde om stress op te vangen en een stabiliteitsniveau te bieden dat tot nu toe in geen enkele batterij is gezien.

Aantrekkelijke prestaties, samen met lagere productiekosten, overvloedig aanbod van materiaal, gemakkelijke verwerking en een kleinere ecologische voetafdruk maken dit nieuwe batterijontwerp aantrekkelijk voor toekomstige toepassingen in de echte wereld, volgens universitair hoofddocent Matthew Hill.

"Deze aanpak is niet alleen gunstig voor hoge prestatiestatistieken en een lange levensduur, maar is ook eenvoudig en uiterst goedkoop te vervaardigen, met behulp van op water gebaseerde processen, en kan leiden tot een aanzienlijke vermindering van milieugevaarlijk afval, ' zei universitair hoofddocent Hill.