Các nhà khoa học sử dụng vật liệu ‘cấp tiến’ cho pin thế hệ mới có tuổi thọ 1.500 chu kỳ

Các nhà nghiên cứu từ Helmholtz-Zentrum Berlin và Đại học Kỹ thuật Berlin đã phát triển một vật liệu mới dựa trên khung hữu cơ cộng hóa trị cation gốc tự do (COF) giúp cải thiện đáng kể hiệu suất pin lithium-lưu huỳnh (Li-S). Polymer hữu cơ tinh thể mới này có độ xốp cao, cấu trúc có thể tùy chỉnh, mật độ thấp và độ bền hóa học. Quan trọng là, vật liệu COF này giữ lại các polysulfide — sản phẩm phụ thường hòa tan và làm giảm tuổi thọ pin — bên trong cấu trúc xốp của nó, ngăn chặn sự di chuyển của chúng và do đó kéo dài tuổi thọ pin. Vật liệu này tích hợp các đơn vị gốc tetrathiafulvalene (TTF) hoạt động như chất xúc tác, chuyển đổi các polysulfide bị giữ lại thành lưu huỳnh có thể sử dụng lại, giải quyết một hạn chế lớn của pin Li-S. Các phân tích thực nghiệm, bao gồm cộng hưởng từ hạt nhân trạng thái rắn và phổ cộng hưởng spin electron, đã chứng minh rằng các cation gốc trong COF hỗ trợ phá vỡ và tái tạo các liên kết lưu huỳnh-lưu huỳnh, hiệu quả tái tạo vật liệu hoạt động của pin. Đổi mới này cho phép pin Li-S duy trì trên