Batería de litio-oxígeno
Investigadores australianos han anunciado el descubrimiento de una nueva sustancia que da un impulso histórico a las tan esperadas baterías de litio-oxígeno (Li-O2).
Estas baterías, también conocidas como “litio-aire”, destacan por su capacidad de almacenar mucha más energía que las baterías de iones de litio existentes actualmente. Para ello, captan el oxígeno atmosférico para generar una reacción química en su interior en el ciclo de descarga, y lo liberan de vuelta al recargar.
Pero los prototipos han sufrido reacciones parásitas que dificultan la liberación de la energía almacenada, además de acortar la vida de la batería.
Jinqiang Zhang y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Sydney han sintetizado una molécula que resuelve estos y otros obstáculos de las baterías de litio-oxígeno, llevándolas virtualmente a un nivel que le daría a un automóvil eléctrico la misma autonomía que un automóvil con motor de combustión.
La batería mostró un aumento de 46 veces en la capacidad de descarga, un diferencial entre el voltaje de liberación y el voltaje de recarga de solo 0,7 V, y un ciclo de vida ultralargo de más de 1400 ciclos.
Sustancia todo en uno
La sustancia desarrollada por el equipo en realidad cambia el mecanismo de trabajo fundamental de la batería de litio-oxígeno. El nuevo mecanismo de extinción/mediación se basa en reacciones químicas directas entre la nueva sustancia y el radical superóxido/Li2O2.
“Diseñamos racionalmente y sintetizamos con éxito un eliminador de radicales superóxido multifuncional mediante el injerto de dos grupos funcionales redox mediados activos 2,2,6,6-tetrametil-1-piperidiniloxi (TEMPO) en un esqueleto de perileno diimida (PDI) de extinción activa”, detalló el equipo.
El resultado, con un nombre extralargo pero que se adapta bien al acrónimo PDI-TEMPO, no solo extingue químicamente las especies de superóxido generadas durante los procesos de descarga y recarga, sino que también actúa como mediador para catalizar la formación y descomposición de Li2O2. en la solución electrolítica y disminuir las diferencias de potencial entre carga y descarga.
“La capacidad de las baterías de litio-oxígeno de próxima generación para extender el rango entre cargas sería un gran avance para la industria de los vehículos eléctricos. Estamos seguros de que nuestra molécula todo en uno puede mejorar drásticamente el rendimiento de las baterías de litio”. -oxígeno y permitir que las baterías de litio-oxígeno de próxima generación sean prácticas”, dijo el profesor Guoxiu Wang, coordinador del equipo.
