Chất điện giải biến đổi bằng lưu huỳnh giải quyết hạn chế của pin thể rắn

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Kennesaw, do Trợ lý Giáo sư Beibei Jiang dẫn đầu, đang phát triển một chất điện giải rắn tổng hợp biến đổi bằng lưu huỳnh nhằm cải thiện sự vận chuyển ion lithium trong pin thể rắn. Những pin này thay thế chất điện giải lỏng dễ cháy trong các tế bào lithium-ion truyền thống bằng các vật liệu rắn, nâng cao độ an toàn và tính ổn định nhiệt. Tuy nhiên, sự di chuyển chậm của ion lithium qua các vật liệu rắn đã hạn chế tốc độ sạc và hiệu suất tổng thể. Nhóm của Jiang giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp các nhóm hóa học dựa trên lưu huỳnh vào chất điện giải tổng hợp gốm-polymer, giúp giảm điện trở tại giao diện và tạo điều kiện cho ion di chuyển nhanh hơn. Sự biến đổi này thực sự “làm mượt con đường” cho các ion lithium, có khả năng cho phép sạc nhanh hơn và hiệu suất pin tốt hơn. Một phát hiện quan trọng trong nghiên cứu của họ là sự tương tác mạnh chưa từng được ghi nhận trước đây giữa lưu huỳnh và zirconium trong thành phần gốm, đóng góp đáng kể vào việc cải thiện sự vận chuyển ion. Phát hiện này xuất hiện một cách bất ngờ trong các thí nghiệm ban đầu và đã được tận dụng để tối ưu hóa thiết kế chất điện giải. Dự án, được hỗ trợ bởi khoản tài trợ 200.000 đô la từ Quỹ Khoa học Quốc gia, hiện đang tập trung vào việc xác nhận tính ổn định.