Lithium-sírové akumulátory jsou jednou ze slibných technologií, které by mohly nahradit Li-Ion. Životnost by mohly pomoci řešit grafen a další materiály.
Technologie Li-Ion akumulátorů se sice vyvíjí k větší hustotě, vyšší životnosti i bezpečnosti, nicméně vědci zkoumají i alternativní možnosti. Jednou z těch slibných je Li-S, lithium-sírové akumulátory. Zde se obvykle využívá anoda z kovového lithia, katoda je ze síry (ta je snáze dostupnější a levnější než materiály pro katody Li-Ion akumulátorů) a dochází zde ke konverzím na polysulfidy a Li2S. Jenže právě rozpuštěné polysulfidy zde mohou být problém, pokud migrují tam, kam nemají. Výsledkem pak mohou být různé nechtěné vedlejší chemické reakce a typický problém akumulátorů Li-S, nízká životnost.
Tým z Tohoku University vytvořil nový materiál TUS-44, jehož součástí je i grafen. Tento materiál se všemi svými dalšími součástmi, jako je např. i tetrathiafulvalen, pomáhá udržel polysulfidy tam, kde mají být, současně zlepšuje rychlost transportu elektronů.
Výsledkem je, že testovací článek Li-S s materiálem TUS-44 vykazoval ztrátu 0,034 % kapacity na cyklus. Takové číslo nám asi moc neřekne, tak si to pojďme raději spočítat na 1000 cyklů. Každý cyklus se udrží 99,966 % kapacity (100 % - 0,0034 %), takže na 1000 cyklů to máme 0,999661000 = 0,7117, tedy zhruba zachování 71,2 %. To není nějaký zázrak, ale není to ani nepoužitelné. Pokud by Vás zajímalo, kdy dosáhne na 80 % původní kapacity, tak mi vyšlo 656 cyklů (0,99966x=0,8).
Testovací pouzdrový článek vykazoval velmi vysokou hmotnostní energetickou hustotu 674 Wh/kg, což je dvojnásobek dnešních nejlepších hodnot na trhu pro Li-Ion NMC. Proti těm běžným je to spíše 2,5-3násobek a proti Li-Ion LFP dokonce 4krát tolik. Pokud bychom z těchto článků vytvořili 100kWh akumulátor, ve článcích by měl jen 148 kg (celý by tak mohl mít asi okolo 220-250 kg). Při reálném dojezdu 550 km (na celý cyklus 0%-100%) by tak při životnosti na cca 660 cyklů (než dosáhne 80 % původního dojezdu) i se započtením poklesu kapacity vystačil asi na ujetí zhruba 325 tisíc km. To přesahuje průměrný nájezd evropských vozů za celou jejich životnost, u části by to nestačilo (buď by byla nutná výměna, nebo by se uživatel musel spokojit s dalším klesáním dojezdu pod 80 %).
Znovu je ale potřeba říci, že tohle jsou zatím jen laboratorní pokusy, takže úvodní fáze studování potenciálně použitelných technologií pro akumulátory. Než se taková technologie objeví na trhu (a pokud vůbec), uplyne ještě mnoho a mnoho let.
