瑞典查爾默斯理工大學的研究人員開發了一種獨立還原性氧化石墨烯氣凝膠(r-GO)，可作為催化劑鋰硫電池中硫的電化學氧化還原反應的支撐電極。

介孔基質由r-GO層構成，為電化學反應提供場所，為電子提供高導電通路。高孔結構很容易被通道溶溶液滲透，使硫活性物質在導電石墨烯基體中均勻分布，并確保有效的電化學反應。這是由高容量3.4毫安時cm-2-在高質量負載-3.2mgcm-2的陰極硫-和總硫負載在Li-S電池是甚至兩倍(6.4mgcm-2)。

氧化石墨烯氣凝膠幫助鋰硫電池獲得新的能量密度

石墨烯氣凝膠具有高孔隙率的特性，可以充分吸收硫，從而使catholyte的概念物有所值。

此外，氧基的存在在r-GO氣凝膠結構中穩定了循環性能，而使用無氟catholyte的Li-S細胞在350個循環后的容量保持率為85%。一篇關于他們工作的論文發表在《電源雜志》上。傳統的鋰離子電池由四個部分組成:兩個表面涂有活性物質的支撐電極;電解質;以及作為物理屏障的分離器，它在允許離子轉移的同時防止兩個電極之間的接觸。

研究人員之前曾嘗試將陰極和電解質結合成一種液體-一種電解質。這一概念可以幫助電池減輕重量，并提供更快的充電速度和更好的供電能力。現在，隨著石墨烯氣凝膠的發展，這一概念已被證明是可行的，并提供了有希望的結果。

拿一個標準的硬幣電池盒，研究人員首先插入一層薄薄的多孔石墨烯氣凝膠。然后，一種富含硫的溶液——電解質——被添加到電池中。高度多孔的氣凝膠作為支撐，像海綿一樣吸收溶液。

石墨烯氣凝膠的多孔結構是關鍵。它吸收了大量的瀉鹽，給你足夠高的硫負荷，使瀉鹽的概念值得。這種半液態的瀉藥在這里是必不可少的。它允許硫在沒有任何損失的情況下來回循環。它不是通過溶解而丟失的，因為它已經溶解在catholyte溶液中了。

為了使電解液發揮其電解質的作用，還在分離器中加入了部分電解質溶液。這也最大限度地提高了電池的硫含量。

新設計避免了鋰硫電池降解的兩個主要問題:一是硫溶解到電解質中并丟失，二是硫分子從陰極遷移到陽極的穿梭效應。在這種設計中，可以顯著減少這些不希望出現的問題。然而，研究人員指出，這項技術要充分發揮市場潛力還有很長的路要走。由于這些電池是以一種與大多數普通電池不同的方式生產的，因此需要開發新的制造工藝，使它們在商業上可行。