Литиевые аккумуляторы – самый популярный источник энергии для портативных устройств. Но технический прогресс не стоит на месте и требует увеличения энергоемкости батарей. Одним из наиболее перспективных способов на данный момент является использование серы в качестве одного из электродов.

Для разработки таких аккумуляторов был реализован нанотехнологический подход. В качестве катода использовался пористый углеродный материал с высокой электропроводностью. Расплавленная сера заливается в поры структуры, построенной из стержней пористого углерода толщиной всего в 6,5 нанометров. Эти стержни в структуре разделены пустыми капиллярами толщиной 3–4 нанометра. При заливке сера под действием капиллярных сил сама собой засасывается в капилляры, где затвердевает по мере охлаждения. В результате такого процесса сера равномерно распределяется по структуре из углерода, что позволяет достичь чрезвычайно большой площади контакта между электропроводящей углеродной структурой и диэлектрической серой. В ходе работы аккумулятора материал катода, который составляют молекулы серы S8, должен принять в свою структуру ионы лития Li+, мигрирующие через слой полимерного электролита от анода, и электроны.
Этот композитный материал обладает емкостью по отношению к ионам лития, составляющей 80% от емкости чистой серы, что в три раза превышает емкость катодов литиевых аккумуляторов, используемых в настоящее время. При этом электрод обладает стабильностью и большой скоростью работ. Кроме того, еще одним большим преимуществом таких аккумуляторов является дешевизна и доступность серы.
Решение не лишено недостатков. Изготовление серного катода является непростой задачей, так как сера практически является диэлектриком, то есть почти не проводит ток в нормальных условиях. Поэтому на данный момент процесс идет очень медленно, что приводит к низкой мощности аккумулятора и очень долгой его перезарядке. Тем не менее, в направлении увеличения проводящей способности серы ведутся исследования, и через довольно небольшое время планируется наладить выпуск таких аккумуляторов.