Μια σημαντική εξέλιξη στην τεχνολογία των μπαταριών λιθίου-θείου ανέπτυξαν ερευνητές από τη Γερμανία και την Κίνα, αξιοποιώντας στερεούς ηλεκτρολύτες για την επέκταση της διάρκειας της ζωής της μπαταρίας.

Οι μπαταρίες λιθίου-θείου έχουν τη δυνατότητα να επιτύχουν θεωρητική ενεργειακή πυκνότητα έως 2.500 Wh/kg, δηλαδή πολλές φορές υψηλότερη από την πυκνότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου, που φτάνουν τα 300 Wh/kg.

Παρόλα αυτά, η εμπορική τους χρήση ήταν μέχρι τώρα περιορισμένη λόγω της χαμηλής ογκομετρικής ενεργειακής πυκνότητας και της μικρής διάρκειας ζωής (λιγότερο από 200 κύκλοι φόρτισης).

Με τη νέα τεχνολογία, όπως αναφέρει το τεχνολογικό portal Interesting Engineering, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μπαταρία λιθίου-θείου που διατηρεί το 80% της αρχικής της χωρητικότητας ακόμη και μετά από 25.000 κύκλους φόρτισης/εκφόρτισης. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε να παραμείνει λειτουργική για περισσότερα από 300 χρόνια.

Η πρόοδος των ερευνητών επιτεύχθηκε χάρη στη χρήση στερεών ηλεκτρολυτών, που αντιμετωπίζουν τα προβλήματα διαλυτότητας των ενδιάμεσων ενώσεων θείου-λιθίου - τα οποία οδηγούν σε αυτοεκφόρτιση και γρήγορη απώλεια χωρητικότητας.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν μίγμα βορίου, θείου, λιθίου, φωσφόρου και ιωδίου. Το ιώδιο αποδείχθηκε κρίσιμο, καθώς επιταχύνει τη μεταφορά ηλεκτρονίων μέσω αντιδράσεων οξειδοαναγωγής, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση της μπαταρίας.

Παρά τη μακροχρόνια αντοχή και τη γρήγορη φόρτιση, η χαμηλή ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου-θείου περιορίζει τη χρήση τους σε εφαρμογές όπως ηλεκτρικά αυτοκίνητα, smartphones και laptops.

Ωστόσο, οι μπαταρίες αυτές είναι ιδανικές για σταθερά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, όπως για τις ανάγκες της ενέργειας που παράγεται από την αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών.

Αν και τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά, πάντως, παραμένουν ακόμα σε εργαστηριακό επίπεδο. Δεν έχει ακόμα προσδιοριστεί η συνολική μάζα και η ογκομετρική πυκνότητα της μπαταρίας, δύο κρίσιμα στοιχεία για την εμπορική της εφαρμογή.

Παρόλα αυτά, η μεγάλη διάρκεια ζωής και η ανθεκτικότητα καθιστούν τις μπαταρίες λιθίου-θείου ιδανικές για μακροχρόνιες εφαρμογές σταθερής αποθήκευσης, ανοίγοντας το δρόμο για επανάσταση στον τομέα της ενεργειακής αποθήκευσης.