Los sistemas de litio-oxígeno podrían algún día superar a las baterías de iones de litio de hoy en día debido a su potencial de alta densidad de energía. Sin embargo, una serie de cuestiones importantes, como su pobre estabilidad electroquímica, deben abordarse antes de que estos sistemas puedan competir con éxito con las baterías recargables actuales. Ahora en Ciencia Central de ACS , los investigadores informan un nuevo tipo de cátodo, que podría hacer que las baterías de litio y oxígeno sean una opción práctica.
Xin-Bo Zhang y sus colegas señalan que la mayoría de los problemas asociados con los sistemas de baterías de litio-oxígeno surgen de dos especies de oxígeno altamente reducidas que reaccionan fácilmente con el electrolito y el cátodo. El carbono es un cátodo común de alto rendimiento, pero esinestable en estos sistemas. Por lo tanto, el equipo planteó la hipótesis de que la clave para desbloquear el potencial de las baterías de litio-oxígeno podría ser crear cátodos que no reaccionen a las especies de oxígeno reducido, pero que todavía tengan las mismas características porosas, altamente conductoras y de bajo pesode cátodos de carbono. Los investigadores lograron crear un cátodo ultraligero totalmente metálico.
El diseño incorporó tres formas de níquel, incluido un interior de níquel nanoporoso y una superficie de aleación de oro y níquel directamente unida a la espuma de níquel. En comparación con los cátodos de carbono, el sistema tiene una capacidad mucho mayor y es estable durante 286 ciclos, que es uno de los mejorespara sistemas de litio-oxígeno, y es casi competitivo con los actuales sistemas comerciales de iones de litio. La experimentación adicional demostró que la estabilidad y el rendimiento surgen tanto del metal utilizado como de su estructura nanoporosa, y que estos dos aspectos podrían optimizarse para mejorar aún más el rendimiento.
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Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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