Mitglied der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Universität Bogazici Assoc. DR. Damla Eroğlu Palas Projekt wird den Zusammenhang zwischen Batterieleistung und Elektrolytdesign untersuchen, damit Lithium-Schwefel-Batterien, die als Batterien der Zukunft gelten, eine längere Lebensdauer haben.
Das Projekt, das in Zusammenarbeit mit dem Ufa-Institut für Chemie aus Russland durchgeführt wird, soll drei Jahre dauern.
Die Batterien der zukünftigen Lithium-Schwefel-Batterien
Der fortschrittlichste verfügbare Batterietyp, von Mobiltelefonen über Computer bis hin zu Elektrofahrzeugen, sind Lithium-Ionen-Batterien. DR. Damla Eroğlu Pala betont, dass sich noch entwickelnde Lithium-Schwefel-Batterien fünfmal mehr Energie speichern können: „Lithium-Schwefel-Batterien sind noch nicht im Handel erhältlich, aber sehr vielversprechend. weil es fünfmal mehr theoretische spezifische Energie zeigt als eine Lithium-Ionen-Batterie und das Potenzial hat, kostengünstiger zu sein.
Lithium-Schwefel-Batterien verwenden Schwefel als Wirkstoff, was auch die Produktionskosten senkt: „Lithium-Ionen-Batterien verwenden teure Materialien auf Kobaltbasis als Wirkstoffe und unterliegen nur der Kontrolle bestimmter Länder. Der in Lithium-Schwefel-Batterien verwendete Schwefel ist jedoch sowohl reichlich vorhanden als auch billig und hat keine toxischen Wirkungen. "
Assoc. DR. Pala fügt hinzu, dass Lithium-Schwefel-Batterien insbesondere in Elektroautos und zur Speicherung von Strom aus Solar- und Windenergie verwendet werden können, da sie eine höhere Energiespeicherkapazität haben.
In Elektrolyt lösliche Moleküle verkürzen die Batterielebensdauer
Trotz aller Vorteile können Lithium-Schwefel-Batterien heute nicht mehr verwendet werden, weil sie nicht sehr langlebig sind: „Bei Lithium-Schwefel-Batterien treten an der Kathode und infolge dieser Reaktionen eine Vielzahl von Zwischenreaktionen auf Es entstehen Moleküle namens Lithiumpolysulfid, die sich im Elektrolyten lösen können. Diese Moleküle treten in einen Transportmechanismus zwischen Anode und Kathode ein, der als Polysulfid-Shuttle-Mechanismus bezeichnet wird, wodurch die Batterie sehr schnell an Kapazität verliert und ihre Lebensdauer sehr kurz ist.
Mit der Begründung, dass dieses Problem durch Ändern des Elektrolytdesigns der Batterien gelöst werden kann, hat Assoc. DR. Pala erklärt, was sie in dem Projekt tun werden, wie folgt: „Die von uns erwähnten Reaktions- und Polysulfid-Shuttle-Mechanismen werden sowohl von der Elektrolytmenge als auch von der Art des im Elektrolyten verwendeten Lösungsmittels und Salzes beeinflusst. Was wir wirklich tun wollen, ist zu charakterisieren, wie die Eigenschaften des Lösungsmittels und des Salzes im Elektrolyten und die Menge des Elektrolyten diese Mechanismen beeinflussen. Dazu werden wir viele verschiedene Elektrolyttypen ausprobieren, um festzustellen, wie sich die Leistung der Batterie auswirkt. “
Es wird die Kommerzialisierung von Lithium-Schwefel-Batterien leiten
Assoc erklärte, dass die Forschungsmethoden sowohl Modellierungs- als auch experimentelle Studien umfassen. DR. Damla Eroğlu Pala sagte: „Wir werden experimentell charakterisieren, wie die Eigenschaften, die Zusammensetzung und die Menge des Elektrolyten die Reaktionsmechanismen in der Batterie und die Batterieleistung beeinflussen, und die Ergebnisse dieser Experimente zusammen mit den von uns entwickelten quantenchemischen und elektrochemischen Modellen bewerten , ”Verwendete Ausdrücke.
Assoc. DR. Pala betont, dass, obwohl es im Rahmen des Projekts keine Produktentwicklungsziele gibt, die zu erzielenden Ergebnisse die Kommerzialisierung von Lithium-Schwefel-Batterien leiten werden: „Damit Lithium-Schwefel-Batterien im Handel erhältlich sind, spezifische Energie und Zyklus Die Lebensdauer muss erhöht werden, daher sind Menge und Eigenschaften des Elektrolyten und daher müssen wir sehen, wie sich dies auf die Batterieleistung auswirkt. “
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