Las baterías de iones de litio son reconocidas por su alta densidad de energía en todo, desde teléfonos móviles hasta computadoras portátiles y vehículos eléctricos, pero a medida que la necesidad de almacenamiento de energía a escala de red y otras aplicaciones se vuelve más apremiante, los investigadores han buscado menos costos y más fácilmentealternativas disponibles al litio.
Las baterías que usan metales multivalentes más abundantes podrían revolucionar el almacenamiento de energía. Los investigadores revisan el estado actual de la investigación de baterías de iones metálicos multivalentes y proporcionan una hoja de ruta para futuros trabajos Energía natural , informando que los principales candidatos, que usan magnesio, calcio, zinc y aluminio, tienen una gran promesa, pero también grandes desafíos para satisfacer las demandas prácticas.
"En esta revisión, aclaramos las fortalezas clave, así como los conceptos erróneos comunes de las baterías multivalentes a base de metal", dijo Yan Yao, profesor asociado de ingeniería eléctrica y computacional del Cullen College of Engineering en la Universidad de Houston y coautor correspondientedel documento: "Las baterías de iones metálicos multivalentes se ven mejor como soluciones alternativas para el almacenamiento de energía a gran escala que como un competidor directo de las baterías a base de litio en la carrera hacia objetivos de densidad energética cada vez mayores".
Los investigadores también examinaron el comportamiento de crecimiento de los ánodos metálicos. Si bien el magnesio es un material prometedor, Yao dijo que es importante tener en cuenta que no se garantiza que la placa sea universal en la morfología libre de dendrita ". Solo lo hace en soluciones de electrolitos seleccionadas dondeno hay reacciones secundarias, la superficie metálica activa está libre de pasivación y la eficiencia culombiana de la extracción de placas de magnesio está cerca de la unidad ", dijo.
Yao también es investigador principal del Centro de Superconductividad de Texas en UH TcSUH.
Yanliang "Leonard" Liang, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de UH y coautor, dijo que la revisión del documento de los materiales catódicos existentes también ofrece nuevas ideas. "También discutimos estrategias de diseño para permitir una verdaderaMateriales de almacenamiento de energía basados en iones metálicos multivalentes con un rendimiento competitivo ", dijo.
Los puntos clave de los investigadores incluyen :
Los investigadores también emitieron una lista de recomendaciones para garantizar que la investigación futura se dirija directamente a mejorar las baterías, incluyendo :
Una tabla que compara los componentes de última generación - ánodo de metal, electrolito y materiales de cátodo - para baterías basadas en cada uno de los elementos metálicos multivalentes que potencialmente podrían reemplazar al litio encontró que, aunque algunos están más avanzados que otros,ninguna de las opciones está lista para su comercialización.
El grupo de investigación de Yao se ha centrado en la química de materiales y el diseño de magnesio y otras baterías de metal multivalente; ha publicado ampliamente en las principales revistas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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