當(dāng)今大多數(shù)電子產(chǎn)品的核心是可充電鋰離子電池（LIB）。但是它們的儲能能力不足以用于大規(guī)模儲能系統(tǒng)（ESS）。鋰硫電池（LSB）在這種情況下可能會很有用，因?yàn)樗鼈兊睦碚搩δ苣芰Ω摺Ｓ捎谒鼈兊闹亓枯p且成本較低，它們甚至可以在無人機(jī)等其他應(yīng)用中取代LIB。

但是賦予他們所有這些權(quán)力的相同機(jī)制使他們成為廣泛的實(shí)際現(xiàn)實(shí)。與LIB不同，LSB中的反應(yīng)路徑導(dǎo)致固態(tài)硫化鋰（Li2S6）和液態(tài)多硫化鋰（LiPS）的積累，從而導(dǎo)致活性物質(zhì)從硫陰極（帶正電的電極）中流失并腐蝕鋰陽極（帶負(fù)電的電極）。為了延長電池壽命，科學(xué)家一直在尋找能夠在使用過程中有效逆轉(zhuǎn)這種降解的催化劑。

韓國光州技術(shù)學(xué)院（GIST）的科學(xué)家在ChemSusChem發(fā)表的一項(xiàng)新研究中報告了他們在這一努力中取得的突破。“在尋找用于LSB的新型電催化劑時，我們回想起先前使用草酸鈷（CoC2O4）進(jìn)行的研究，在該研究中，我們發(fā)現(xiàn)在電解過程中帶負(fù)電的離子很容易吸附在該材料的表面。假設(shè)CoC2O4在LSB中也表現(xiàn)出與硫類似的行為，”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的GIST的JaeyoungLee教授解釋說。

為了檢驗(yàn)他們的假設(shè)，科學(xué)家通過在硫陰極上添加一層CoC2O4來構(gòu)建LSB。

當(dāng)然，觀察和分析表明，CoC2O4的吸附硫能力使Li2S6和LiPS還原和解離。此外，它通過將LiPS吸附在電解質(zhì)表面上來抑制LiPS向電解質(zhì)中的擴(kuò)散，防止其到達(dá)鋰陽極并觸發(fā)自放電反應(yīng)。這些動作共同提高了硫的利用率并減少了陽極退化，從而提高了電池的壽命，性能和儲能能力。

根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，Lee教授設(shè)想了一個由LSB控制的電子未來，而LIB無法實(shí)現(xiàn)。他說：“除大型儲能裝置外，輕型商用車還可以實(shí)現(xiàn)無人飛機(jī)，電動公共汽車，卡車和機(jī)車等高效電力運(yùn)輸。”“我們希望我們的發(fā)現(xiàn)可以使LSB為此目的更接近商業(yè)化一步。”

也許，鋰硫電池為世界供電只是時間問題。

關(guān)于光州科技學(xué)院（GIST）

光州科技學(xué)院（GIST）是一所研究型大學(xué)，位于韓國光州。它成立于1993年，是韓國最負(fù)盛名的學(xué)校之一。該大學(xué)旨在創(chuàng)造一個強(qiáng)大的研究環(huán)境，以推動科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，并促進(jìn)國內(nèi)外研究計劃之間的合作。該大學(xué)以“未來科學(xué)技術(shù)的杰出創(chuàng)造者”為座右銘，一直是韓國大學(xué)排名最高的大學(xué)之一。

關(guān)于作者

LeeJaeyoungLee博士于2001年在德國MPG和Fu柏林的Fritz-Haber研究所獲得物理電化學(xué)博士學(xué)位，他是2007年諾貝爾獎獲得者GerhardErtl博士。他現(xiàn)在是地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院的教授，韓國光州科技學(xué)院（EIST）的電化學(xué)和催化Ertl中心副主任。他對各種能源和環(huán)境領(lǐng)域的電催化劑的設(shè)計，合成和應(yīng)用感興趣。