查尔默斯大学的瑞典研究人员将石墨烯和硫磺混合用于电池突破，为了满足电力未来的需求，新的电池技术将是必不可少的。
一种选择是锂-硫电池，其理论上的能量密度大约是锂离子电池的5倍。瑞典查尔默斯科技大学的研究人员最近公布了这类电池的一项有希望的突破，他们在石墨烯海绵的帮助下使用了一种电解质。
研究人员的新想法是一种多孔的、类似海绵的气凝胶，由还原的氧化石墨烯制成，在电池中充当独立电极，可以更好、更高地利用硫。传统的电池由四部分组成。
首先，有两个带有活性物质的支撑电极，即阳极和阴极。在它们之间是电解质，通常是液体，允许离子来回转移。第四个组件是一个分离器，它作为一个物理屏障，防止两个电极之间的接触，同时仍然允许离子的转移。此前，研究人员曾尝试将阴极和电解质合成一种液体，即所谓的“catholyte”。这一概念可以帮助电池减轻重量，并提供更快的充电速度和更好的供电能力。
然后，在电池中加入一种富硫的溶液——电解液。高度多孔的气凝胶充当支撑，像海绵一样吸收溶液。石墨烯气凝胶的多孔结构是关键。它允许硫在没有任何损失的情况下来回循环。
它不会因为溶解而消失——因为它已经溶解在catholyte溶液中了。为了使电解液发挥其电解质的作用，在分离器中也加入了一些电解质溶液。这也最大限度地提高了电池的硫含量。
从手机到电动汽车，目前使用的大多数电池都是锂离子电池。但这种类型的电池已接近极限，因此，新的化学反应对于功率要求更高的应用变得至关重要。锂硫电池有几个优点，包括更高的能量密度。
目前市场上最好的锂离子电池的工作功率约为每公斤300瓦时，理论上最大可达350瓦时。与此同时，锂硫电池的理论能量密度约为每千克1000至1500瓦时。此外，硫很便宜，含量丰富，而且更环保。锂-硫电池还有一个优点，就是不需要像锂离子电池那样含有对环境有害的氟。
到目前为止，锂-硫电池的问题在于其不稳定性，从而导致低循环寿命。当前的版本退化得很快，并且具有有限的寿命，周期数低得不切实际。但是在对他们的新原型的测试中，查尔默斯的研究人员证明了在350次循环后，85%的容量保持不变。新设计避免了锂硫电池降解的两个主要问题:一是硫溶解到电解液中并丢失，二是“穿梭效应”，即硫分子从阴极迁移到阳极。
在这种设计中，可以大大减少这些不希望出现的问题。然而，研究人员指出，这项技术要充分发挥市场潜力还有很长的路要走。由于这些电池的生产方式与大多数普通电池不同，因此需要开发新的制造工艺，使其具备商业可行性。