Las baterías de litio-azufre (LSB) se han posicionado como una posible alternativa a las baterías de iones de litio tradicionales debido a su alta densidad energética teórica y su bajo coste. Sin embargo, enfrentan ciertos desafíos, como la formación de polisulfuros de litio y el crecimiento de dendritas durante su funcionamiento.
Un equipo internacional al rescate
Un equipo conjunto de investigadores de Japón y China ha presentado una solución innovadora: un separador de batería elaborado con nanoclústeres de oro precisos a nivel atómico y dopados con platino, incrustados en una lámina de grafeno. Gracias a esta combinación, las baterías resultantes presentan una densidad energética superior, un rendimiento mejorado y una mayor estabilidad en sus ciclos de carga y descarga.
Nanoclústeres metálicos: el futuro de la investigación de materiales
Los nanoclústeres metálicos, que son agregados de átomos metálicos de entre 1 y 3 nanómetros, están generando un creciente interés en el ámbito de la investigación de materiales. Estas estructuras destacan por su alta capacidad de diseño y por sus singulares estructuras geométricas y electrónicas. El equipo, liderado por el profesor Yuichi Negishi de la Universidad de Ciencias de Tokio, ha logrado utilizar las propiedades de estos nanoclústeres en las LSBs, actuando como electrocatalizadores de alta eficiencia.
Mejoras significativas en el rendimiento de las baterías
Al incorporar estos nanoclústeres en láminas de grafeno, se ha conseguido acelerar las reacciones electroquímicas en las LSBs. Como resultado, se ha inhibido la formación de dendritas de litio y se ha mejorado la utilización del azufre, otorgando a la batería una excelente capacidad y estabilidad. En términos técnicos, la LSB con el separador basado en estos nanoclústeres muestra una capacidad específica reversible impresionante y una capacidad retenida notable incluso después de 1000 ciclos.
Hacia un futuro más verde y sostenible
Este estudio no solo representa un avance en el uso de nanoclústeres metálicos en las baterías, sino que también apunta a una mejora en la densidad energética, vida útil, seguridad y sostenibilidad de las LSBs. Tal y como destaca el profesor Negishi, estas baterías podrían tener aplicaciones en vehículos eléctricos, dispositivos electrónicos portátiles y almacenamiento de energías renovables, entre otros. Además, se espera que este estudio siente las bases para el desarrollo de LSBs sólidas con funcionalidades aún más innovadoras.
EcoInventos, R. (2023, 19 octubre). Los nanoclusters metálicos mejoran el rendimiento y la estabilidad de las baterías de litio-azufre. EcoInventos. https://ecoinventos.com/los-nanoclusters-metalicos-mejoran-el-rendimiento-y-la-estabilidad-de-las-baterias-de-litio-azufre/