Investigadores de la Universidad Flinders colaboran con socios de la industria para desarrollar un prototipo de sistema de almacenamiento con baterías de zinc-yodo basado en su diseño de batería acuosa de zinc-yodo (AIZB), capaz de cargarse y descargarse durante más de 60.000 ciclos.

Los investigadores australianos, que buscan establecer una alternativa a las baterías de iones de litio (Li-ion) a gran escala, señalaron que el diseño de su batería utiliza un polímero orgánico de bajo costo basado en ciclodextrina que ayuda a almacenar y controlar sustancias químicas clave, lo que permite que se cargue rápidamente y mantenga su rendimiento.

“Cuando se carga por completo en siete minutos, puede operar a entre 1,3 y 1,4 V con una capacidad de 200 mAh/g durante más de 8,000 ciclos, o cargarse en solo tres minutos y durar más de 60.000 ciclos a 150 mAh/g”, señalaron.

La ciclodextrina, que se utiliza en alimentos, productos farmacéuticos y cosméticos, actúa como una jaula que mantiene los compuestos de yodo en su lugar y evita que alteren la batería.

El profesor asociado Zhongfan Jia, Matthew Flinders Fellow de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad Flinders, afirmó que el yodo es un material eficaz para baterías recargables con el potencial de almacenar una gran cantidad de energía en relación con su peso, de alrededor de 211 mAh/g (miliamperios-hora por gramo).

“Sin embargo, uno de los mayores desafíos de esta nueva tecnología de baterías es impedir que las especies de yodo se desplacen a lugares donde no deberían estar dentro de la unidad”, afirmó Jia. “El sistema ofrece un nuevo enfoque para mitigar el desplazamiento de poliyoduros mediante el uso de polímeros derivados de materiales económicos y biodegradables. Permite desarrollar baterías acuosas de zinc-yodo sostenibles y de larga duración”.

Las mayores reservas de zinc del mundo, que representan entre el 20% y el 28%, se encuentran en Australia, lo que permite que las AZIB respondan a la escasez mundial de recursos y a los costos de suministro relacionados con la creciente demanda y el consumo de baterías de iones de litio, mediante un material de bajo costo y ampliamente disponible.

“Como uno de los principales productores y exportadores del mundo, podemos utilizar estos recursos de zinc para un almacenamiento de energía más seguro, lo que es importante para la fabricación de equipos energéticos en Australia”, afirmó Shangxu Jiang, estudiante de doctorado del programa de Polímeros Sostenibles para Energía y Medio Ambiente de la Universidad Flinders y primer coautor del artículo.

“Caging polyhalide anions in polycyclodextrin for long-lasting aqueous zinc-iodine batteries” (Encapsulamiento de aniones polihaluro en policiclodextrina para baterías acuosas de zinc-yodo de larga duración), un artículo de Shangxu Jiang, Zhipeng Pei, Yanlin Shi, Kai Zhang, Justin M. Chalker, Sara J. Fraser-Miller, Michelle L. Coote y Zhongfan Jia, fue publicado recientemente en Angewandte Chemie International Edition.