下一代锂硫电池给DNA提升

创意设计合理的应用,中国的科学家们转向自然帮助克服面临的关键挑战之一最可能的继任者的锂离子电池(锂)。锂硫电池(Li-S)更便宜、更可持续和已经能够提供三倍大多数锂离子电池的能量密度。然而,他们面临着稳定性差;这些研究人员面临问题通过functionalising电极与DNA。

Li-S细胞通常由金属锂阳极和阴极carbon-sulfur分离液体电解质。在放电锂离子从阳极溶解,与硫反应形成多硫化锂(李₂年代_x在阴极,而逆转发生在充电。一些多硫化合物中间体不幸溶于电解液和他们解散的阴极活性硫导致不可逆转的损失,影响电池的性能。

测试减少了策略₂年代_x溶解问题,这常常涉及到涂层的阴极分离硫电解液,或种植与第三方材料可以帮助锚定₂年代_x阴极表面通过静电作用与锂离子。这些方法的缺点在于,通常会有罚款产生替代的活性材料,可以增加内部阻力或减少产能。

城港周和他的同事中国地质大学、武汉、电池材料领域的专家。在寻找一个添加剂分子轻量级、分散型carbon-sulfur阴极材料,和富含sulfur-loving官能团,他们认为DNA。计算化学证实官能团中常见的所有四个碱基组成DNA sulfur-loving,与磷酸基表现出最强的吸附。证实了他们的怀疑后,团队然后观察实验提高了3倍容量保留200年之后放电周期通过分散少量的DNA来自鲑鱼精子在carbon-sulfur表面。

虽然DNA已经广泛用于材料化学,我们的研究是第一个示范的DNA被用于锚在Li-S聚硫电池,“周解释道。“少量的DNA——不到1%的总活性成分,可极大地提高循环性能。

电池研究员Shizhao Xiong国防科技大学在中国说,尽管其他的研究尝试在阴极主机捕获多硫化合物材料,DNA加载到它的想法是非常聪明的和令人印象深刻的。即使我们忽略了提高性能的锂硫电池,我们会发现这项工作建立一个全新的传统材料和生物材料领域之间的桥梁”。