Au cœur de la plupart des appareils électroniques d'aujourd'hui se trouvent les batteries lithium-ion rechargeables (LIB). Mais leurs capacités de stockage d'énergie ne sont pas suffisantes pour les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle (ESS). Les batteries lithium-soufre (LSB) pourraient être utiles dans un tel scénario en raison de leur capacité de stockage d'énergie théorique plus élevée. Ils pourraient même remplacer les LIB dans d'autres applications comme les drones, étant donné leur légèreté et leur moindre coût.

Mais le même mécanisme qui leur donne tout ce pouvoir les empêche de devenir une réalité pratique généralisée. Contrairement aux LIB, la voie réactionnelle dans les LSB conduit à une accumulation de sulfure de lithium solide (Li 2 S 6 ) et le polysulfure de lithium liquide (LiPS), provoquant une perte de matière active de la cathode de soufre (électrode chargée positivement) et la corrosion de l'anode de lithium (électrode chargée négativement). Pour améliorer la durée de vie de la batterie, les scientifiques ont recherché des catalyseurs capables de rendre cette dégradation efficacement réversible pendant l'utilisation.

Dans une nouvelle étude publiée dans ChemSusChem , des scientifiques de l'Institut de technologie de Gwangju (GIST), Corée, rapportent leur percée dans cette entreprise. "En cherchant un nouvel électrocatalyseur pour les LSB, nous avons rappelé une étude précédente que nous avions réalisée avec de l'oxalate de cobalt (CoC 2 O 4 ) dans laquelle nous avions découvert que les ions chargés négativement peuvent facilement s'adsorber à la surface de ce matériau lors de l'électrolyse. Cela nous a motivé à émettre l'hypothèse que CoC 2 O 4 présenterait également un comportement similaire avec le soufre dans les LSB, " explique le professeur Jaeyoung Lee du GIST, qui a dirigé l'étude.

Pour tester leur hypothèse, les scientifiques ont construit un LSB en ajoutant une couche de CoC 2 O 4 sur la cathode de soufre.

Assez sur, les observations et les analyses ont révélé que le CoC 2 O 4 la capacité d'adsorber le soufre a permis la réduction et la dissociation de Li 2 S 6 et LiPS. Plus loin, il supprime la diffusion de LiPS dans l'électrolyte en adsorbant LiPS à sa surface, l'empêchant d'atteindre l'anode de lithium et déclenchant une réaction d'autodécharge. Ensemble, ces actions ont amélioré l'utilisation du soufre et réduit la dégradation de l'anode, augmentant ainsi la longévité, performance, et la capacité de stockage d'énergie de la batterie.

Chargé de ces constatations, Le professeur Lee envisage un avenir électronique régi par les LSB, que les LIB ne peuvent pas réaliser. « Les LSB peuvent permettre un transport électrique efficace, comme dans les avions sans pilote, bus électriques, camions et locomotives, en plus des dispositifs de stockage d'énergie à grande échelle, " observe-t-il. " Nous espérons que nos découvertes permettront aux LSB de se rapprocher de la commercialisation à ces fins. "

Peut-être, ce n'est qu'une question de temps avant que les batteries lithium-soufre alimentent le monde.