Полимеры на основе серы открывают дверь к батарее нового класса

Является ли сера побочным продуктом или отходами после очистки нефти и сгорания угля, зависит от того, как вы к этому отнесетесь, сообщает itword.org.  Конечно, большая доля серы может быть использована для производства серной кислоты, удобрений и других химикатов, однако какое-то количество так и остается лежать штабелями, что дорого обходится (из-за необходимости нейтрализации кислотных стоков). Исследователи из Университета Аризоны все больше задумываются о том, чтобы пустить в ход и эту серу благодаря новому химическому процессу, в котором сера используется для получения полимеров. Они утверждают, что новое вещество сможет привести к новому поколению более легких и эффективных литий-серных батарей. Джаред Грибель, один из авторов проекта, подсчитал, что на каждые 19 галлонов изготовленного бензина приходится 230 грамм серы, как отходного продукта. Из 60 тон произведенной ежегодно серы, 7 тон остается избыточной. Осознание того, что проблема с лишней серой так и не решена, привело ученого химика Джефри Пьюна к постановке новой задачи: возможность использования "мусора транспортной системы" (так он назвал отходы серы) для нового вида литий-серной (Li-S) батареи. Новый подход заключался в использовании жидкой серы для создания полимера, который можно будет плавить; для подобных целей обычно не используют серу, так как она плохо формирует полимерные цепи. Исследователи определили более 20 химических элементов, которые предположительно наиболее подходят для полимеризации серы, и приступили испытывать их один за другим, растворяя в жидкой сере. Первый испытанный, дивинилстироловый сомономер, оказался наиболее подходящим. Необходимо только относительно небольшое количество вещества, для того, чтобы ученые назвали процесс обратной вулканизацией (так как вулканизация включает добавление небольшого количества серы в резину для ее долговечности). Для создания тонкого слоя вещества был использован процесс литографии. Исследователи заявили, что экспонированный серный полимер "сравним по электрохимическим свойствам с элементарной серой", с удельной емкостью 823 мАч/г после ста циклов зарядки, однако с дополнительным преимуществом в растворимости и плавкости (в отличии от элементарной серы). Зафиксированная удельная емкость считается наибольшей для полимерных материалов. Хотя и не ожидается большой ажиотаж вокруг Li-S батарей, хранится надежда, что развитие в будущем приведет к применению батарей нового класса, которые могут быть установлены на автомобили suzuki. Ученые предполагают, что новое вещество так же может быть полезным и в оптическом применении. Исследование команды ученых было опубликовано в научном журнале Nature Chemistry от 14 апреля.