Científicos de la Universidad de Illinois (UIC), en Chicago, han diseñado una batería de dióxido de carbono y litio que es totalmente recargable y que ha permanecido estable durante más de 500 ciclos, lo que implica la superación de dos grandes obstáculos para esta prometedora tecnología.
El Litio-CO2 es una de las varias tecnologías de baterías que se sabe que tiene un potencial de rendimiento y densidad de energía hasta siete veces mayor que las baterías de iones de litio actuales, según la UIC, pero mantener la estabilidad con ciclos repetidos ha resultado problemático.
El grupo UIC encontró una solución al problema y anunció una batería de litio CO2 que mantenía su estabilidad y capacidad durante 500 ciclos. El dispositivo se describe en el documento “A Long-Cycle Lithium-CO2 Battery with Carbon Neutrality”, publicado en Advanced Materials.
Acumulación de carbono
Un problema común de estas baterías es la acumulación de carbono en el catalizador a medida que se descarga el dispositivo de almacenamiento, un proceso que, en última instancia, provoca fallos. “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 los electrolitos en un estado cargado”, afirma Alireza Ahmadiparidari, autor principal del documento.
Para sortear el problema, el grupo utilizó nanoescamas (nanoflakes) de disulfuro de molibdeno como catalizador en el cátodo y un material electrolítico iónico líquido/dimetil sulfóxido que esperaban que ayudara a incorporar el carbono en el proceso de ciclado y a prevenir la acumulación perjudicial para el rendimiento.
“Nuestra combinación única de materiales ayuda a crear la primera batería de dióxido de carbono de litio neutro de dióxido de carbono con mucha más eficiencia y larga duración del ciclo de vida”, dijo Amin Salehi-Khojin, profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial de la UIC.
Aunque el documento se basa en cálculos teóricos para describir el funcionamiento reversible de la batería, el grupo parece confiar en la importancia de su descubrimiento. “Este logro allana el camino para el uso de CO2 en sistemas avanzados de almacenamiento de energía”, dice el resumen del artículo.
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