Исследователи из Университета Тохоку в Японии совместно с коллегами из Ланьчжоуского университета и SRM University AP разработали гибридный межслойный материал TUS-44, который решает ключевую проблему литий-серных аккумуляторов — так называемый «эффект полисульфидного шаттла». В отличие от традиционных барьерных решений, новый слой не просто блокирует миграцию растворимых полисульфидов, а химически связывает их, одновременно ускоряя электрохимические реакции преобразования серы. Благодаря этому аккумуляторы сохраняют высокую эффективность даже после сотен циклов зарядки и разрядки.

В лабораторных испытаниях ячейка с новым материалом показала обратимую ёмкость 1455,7 мА·ч/г при токе 0,2 А/г, а при высокой нагрузке в 10 А/г сохранила 773 мА·ч/г. После 1000 циклов зарядки-разрядки при 5 А/г деградация ёмкости составила всего 0,034% на цикл — это один из лучших показателей для литий-серных батарей. При этом исследователи собрали не просто лабораторный прототип, а пакетный аккумулятор (pouch cell), который продемонстрировал удельную энергоёмкость около 674 Вт·ч/кг. Для сравнения, современные литий-ионные батареи обеспечивают плотность энергии в диапазоне 150–250 Вт·ч/кг.

На данный момент это научная разработка, а не серийный продукт. В основе технологии лежит ковалентный органический каркас (COF) TUS-44, построенный из фрагментов тетратиафульвалена (TTF) и бензо[18]краун-6, объединённых с графеном. Молекулярная архитектура включает атомы азота, кислорода и серы, которые совместно захватывают полисульфиды и ускоряют их превращение. Как отмечает доцент Саикат Дас из Университета Тохоку, цель состояла в том, чтобы спроектировать интерфейс, который не просто блокирует полисульфиды, а активно управляет их реакционным путём.