Pin lithium-lưu huỳnh vượt ra ngoài tiềm năng của chúng để giữ nhiều năng lượng hơn cho mỗi lần sạc, từ hai đến năm lần so với các thiết bị lithium-ion ngày nay tính theo trọng lượng. Pin Lithium-ion dựa vào các kim loại như coban, mangan và niken, và việc tìm nguồn cung ứng những vật liệu này mang lại chi phí môi trường và nhân đạo, và nguồn cung dự kiến sẽ bị căng thẳng khi thế giới chuyển hướng sang vận tải điện.
Ngược lại, lưu huỳnh dồi dào và rẻ, nhưng pin có nó lại gặp phải các vấn đề về độ ổn định bắt nguồn từ phản ứng hóa học diễn ra khi chúng quay vòng. Trong quá trình hoạt động, các hạt nhỏ gọi là polysulfua hình thành gây rắc rối cho cực dương của pin và làm giảm đáng kể tuổi thọ của thiết bị.
Nhóm nghiên cứu đã có một số giải pháp đầy hứa hẹn cho vấn đề này, bao gồm tích hợp sợi Kevlar để ức chế chuyển động của các hạt polysulfide và sử dụng một giai đoạn hóa học hiếm của lưu huỳnh để ngăn chặn hoàn toàn sự hình thành của chúng. Nhóm nghiên cứu của Đại học Monash đã thành công trong việc thực hiện một cách tiếp cận khác, tập trung vào lớp phân cách nằm giữa hai điện cực của pin.
Các nhà khoa học đã phát triển một phiên bản mới của lớp xen kẽ quan trọng này có tính năng hóa học bề mặt độc đáo và mạng lưới lỗ xốp đồng nhất ngăn cản sự chuyển động của polysulfide.
Điều quan trọng không kém là ảnh hưởng của lớp này đối với việc vận chuyển các ion lithium, thúc đẩy chuyển động của chúng để cải thiện đáng kể tốc độ sạc và xả của thiết bị. Các nhà khoa học cho biết loại pin này có thể cho phép một chiếc ô tô điện chỉ cần sạc mỗi tuần một lần, và cho phép loại pin có thể sạc lại bền hơn so với loại pin lithium-ion hiện nay.
Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Hóa học Vật liệu A. |