El siglo XXI es el de la búsqueda de nuevos materiales para abastecer la transición energética, la descarbonización económica o la movilidad eléctrica. Prometiendo más de siete veces la densidad de energía de los diseños típicos de ion-litio de la actualidad, existe un considerable interés en el desarrollo de baterías de dióxido de carbono y litio. Ahora, un grupo de científicos han desarrollado una de alto potencial con la capacidad de recargarse 500 veces.
Los responsables de este importante avance son un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC). El problema técnico que los investigadores han superado se trata de la tendencia de estas baterías a fallar rápidamente debido a la acumulación de carbono en el catalizador durante la carga, lo que ha arruinado proyectos anteriores de esta índole hasta la fecha.
“La acumulación de carbono no solo bloquea los sitios activos del catalizador y evita la difusión del dióxido de carbono, sino que también desencadena la descomposición de electrolitos en un estado cargado”, dijo Alireza Ahmadiparidari, primera autora del artículo y estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UIC.
“La acumulación de carbono no solo bloquea los sitios activos del catalizador y evita la difusión del dióxido de carbono, sino que también desencadena la descomposición de electrolitos en un estado cargado”, dijo Alireza Ahmadiparidari, primera autora del artículo y estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UIC.
Para evitar este problema los creadores de la batería introdujeron nuevos materiales para reforzar la capacidad de reciclaje de los mismos. Por ejemplo, integraron nanoflacas de disulfuro de molibdeno en el catalizador del cátodo, y usaron un nuevo tipo de electrolito híbrido hecho de líquido iónico y dimetilsulfóxido.
Gracias a dicha combinación la batería produce un compuesto de múltiples componentes en vez de productos individuales, propiciando que el carbono se incorpore naturalmente al proceso de reciclaje en lugar de acumularse de manera problemática en el catalizador de la batería por sí solo. La batería prototipo pudo recargarse de forma exitosa durante 500 ciclos consecutivos.
“Nuestra combinación única de materiales ayuda a fabricar la primera batería de dióxido de carbono y litio neutro en carbono con mucha más eficiencia y vida útil duradera, lo que permitirá su uso en sistemas avanzados de almacenamiento de energía”, dice el profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial. , Salehi-Khojin.
Por el momento, todavía nos hallamos muy lejos de la producción comercial de esta batería, pero es un paso para canalizar el peligroso dióxido de carbono hacia propósitos más útiles. La investigación fue publicada en la revista Advanced Materials.