Simplemente agregando azúcar, los investigadores del Monash Energy Institute han creado un rival más duradero, más liviano y más sostenible para las baterías de iones de litio que son esenciales para la aviación, los vehículos eléctricos y los submarinos.
El equipo de Monash, asistido por CSIRO, informa en la edición de hoy de Comunicaciones de la naturaleza que utilizando un aditivo a base de glucosa en el electrodo positivo han logrado estabilizar la tecnología de baterías de litio-azufre, promocionada durante mucho tiempo como la base para la próxima generación de baterías.
"En menos de una década, esta tecnología podría llevar a vehículos, incluidos autobuses y camiones eléctricos, que pueden viajar de Melbourne a Sydney sin recargarse. También podría permitir la innovación en drones agrícolas y de entrega donde el peso ligero es primordial", dice el autor principalProfesor Mainak Majumder, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y Director Asociado del Monash Energy Institute.
En teoría, las baterías de litio-azufre podrían almacenar de dos a cinco veces más energía que las baterías de iones de litio del mismo peso. El problema ha sido que, durante el uso, los electrodos se deterioraron rápidamente y las baterías se estropearon. Hubo dos razonespara esto, el electrodo de azufre positivo sufrió una expansión y contracción sustancial que lo debilitó y lo hizo inaccesible para el litio, y el electrodo de litio negativo se contaminó con compuestos de azufre.
El año pasado, el equipo de Monash demostró que podían abrir la estructura del electrodo de azufre para acomodar la expansión y hacerlo más accesible al litio. Ahora, al incorporar azúcar en la arquitectura en forma de red del electrodo, han estabilizado el azufre, evitando quede mover y cubrir el electrodo de litio.
Se ha demostrado que los prototipos de celdas de prueba construidos por el equipo tienen una vida útil de carga y descarga de al menos 1000 ciclos, mientras que aún tienen mucha más capacidad que las baterías de iones de litio equivalentes ". Por lo tanto, cada carga dura más, lo que prolonga la vida útil de la batería.", dice el primer autor y estudiante de doctorado Yingyi Huang." Y la fabricación de baterías no requiere materiales exóticos, tóxicos y costosos ".
Yingyi y sus colegas se inspiraron en un informe de geoquímica de 1988 que describe cómo las sustancias a base de azúcar resisten la degradación en los sedimentos geológicos al formar fuertes enlaces con sulfuros.
El Dr. Mahdokht Shaibani, segundo autor e investigador de Monash, dice: "Si bien nuestro equipo ha resuelto muchos de los desafíos en el lado del cátodo de la batería, todavía es necesario seguir innovando en la protección del ánodo de metal de litio parapermitir la adopción a gran escala de esta tecnología prometedora, innovaciones que pueden estar a la vuelta de la esquina ".
El proceso fue desarrollado por el equipo de Monash con una contribución significativa del grupo de investigación del Dr. Matthew Hill en CSIRO Manufacturing.
El Programa de Investigación de Baterías de Litio-Azufre en la Universidad de Monash ha sido apoyado por el Gobierno de la Commonwealth a través del Consejo de Investigación de Australia y el Departamento de Industria, Innovación y Ciencia. Además, el trabajo también ha sido apoyado por Cleanfuture Energy, Australia, unSubsidiaria australiana del Grupo Enserv de Tailandia.
Enserv Australia espera desarrollar y fabricar las baterías en Australia, el mayor productor de litio del mundo. "Estaríamos buscando utilizar la tecnología para ingresar al creciente mercado de vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos", dice Mark Gustowski, Director Gerente deEnserv Australia. "Planeamos fabricar las primeras baterías de litio y azufre en Australia utilizando litio australiano en unos cinco años".
Enserv es una empresa de investigación e innovación energética que comprende dos negocios principales: Innovación en energía limpia y Generación de energía limpia.
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Materiales proporcionado por Universidad de Monash . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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