澳洲阿德雷德大學(UoA)發表了一項次世代鋰硫電池可在5分鐘以內充滿電之研究成果。鋰硫電池具有高能量密度,但其充放電速率緩慢,一般一次完整的充放電週期大約需要1~10小時。阿德雷德大學將焦點著重於控制鋰硫電池充放電速率極為重要的硫還原反應,並就硫還原反應過程中包括鐵、鈷、鎳、銅、鋅的多樣碳基過渡金屬電極觸媒進行了調查。
透過使用同步加速輻射的X射線吸收光譜測量與分子軌道計算,確認過渡金屬觸媒中軌道佔有率決定了多硫化物濃度,藉此將可進行硫還原反應的動力學預測。由於多硫化物在硫還原反應中做為反應中間體發揮機能性,因此多硫化物濃度越高,反應速率越快。
利用此一動態傾向,研究團隊設計了一項由碳材料與鈷鋅(CoZn)團簇組成的奈米複合電極觸媒。將此電極觸媒利用做為硫基正極,鋰硫鈕扣電池可在8℃與25℃下循環充放電1,000次,且展現出約75%的放電容量保持率。阿德雷德大學表示,此項研究成果將可望促進鋰硫電池實現在5分鐘內的完全充放電。