Een koortsachtige zoektocht naar de volgende grote energieke, oplaadbare batterijtechnologie is ingeschakeld. Wetenschappers melden nu dat ze belangrijke obstakels hebben overwonnen bij het maken van lithium-zwavel (Li-S) batterijen, die het potentieel hebben om de huidige lithium-iontechnologie in het stof achter te laten. Hun studie verschijnt in het ACS-tijdschrift Nano-letters .

Xingcheng Xiao, Weidong Zhou, Mei Cai en hun collega's wijzen erop dat de mogelijkheden van lithium-ionbatterijen, die veel van onze consumentenelektronica aandrijven, evenals elektrische voertuigen, grotendeels zijn afgevlakt. Wetenschappers hebben een aantal nieuwe batterijtechnologieën nagestreefd om de huidige standaard omver te werpen. Een zware focus lag op een belangrijk batterijonderdeel dat momenteel is gemaakt van metaaloxide. Sommige onderzoekers hebben geprobeerd het metaaloxide te vervangen door goedkopere en lichtere zwavel, om Li-S-batterijen te maken. In theorie, hierdoor kunnen batterijen vijf tot acht keer zoveel energie bevatten als bestaande technologie. Een van de grootste problemen met deze benadering, echter, is dat Li-S verbindingen ontsnappen van waar ze horen te zijn, waardoor de batterij snel leeg raakt. Het team ging op zoek naar een manier om de dwalende verbindingen in bedwang te houden.

Om dit probleem op te lossen, de onderzoekers maakten kleine, holle schelpen van koolstof, die geleidend is. Ze bedekten ze vervolgens met een polymeer om de Li-S-verbindingen binnenin op te sluiten. Wanneer getest, de structuren behielden een hoge energieopslagcapaciteit (630 mAh/g versus minder dan 200 mAh/g lithium-ionbatterijen) gedurende 600 cycli van snel opladen en ontladen. "Deze resultaten bieden veelbelovende inzichten en nieuwe concepten voor toekomstige op zwavel gebaseerde batterijen, ’ concluderen de onderzoekers.