En un nuevo artículo publicado en la revista científica Química de las comunicaciones , un grupo de investigación en la feria de la Universidad de Uppsala, usando simulaciones por computadora, que los iones no siempre se comportan como se esperaba. En su investigación sobre sales fundidas, pudieron ver eso, en algunos casos, los iones de la mezcla de sal que estaban estudiando se afectan tanto entre sí que pueden incluso moverse en la dirección "incorrecta", es decir, hacia un electrodo con la misma carga.

Se están realizando investigaciones sobre las baterías de próxima generación en numerosas disciplinas académicas. Investigadores del Departamento de Biología Celular y Molecular, La Universidad de Uppsala ha desarrollado y estudiado un modelo para haluros alcalinos, de los cuales la sal de mesa ordinaria (cloruro de sodio) es el ejemplo más conocido. Si estas sustancias se calientan a varios cientos de grados Celsius, se convierten en líquidos eléctricamente conductores conocidos como "sales fundidas". Las sales fundidas ya se utilizan en contextos energéticos:para la energía solar concentrada en el desierto del Sahara y como electrolitos en baterías de sales fundidas que se pueden utilizar para el almacenamiento de electricidad a gran escala.

A pesar de su uso generalizado, Algunas de las propiedades básicas de la sal fundida aún no se comprenden completamente. Cuando se trata de baterías, optimizar la conductividad es un objetivo frecuente. Para producir una batería que sea lo más eficiente posible, saber qué sucede con los iones individuales es vital. Esto es lo que los investigadores de Uppsala están investigando ahora con sus simulaciones.

"A la larga, El propósito de esta investigación es desarrollar modelos físicos para moléculas biológicas. Pero estas sales son relativamente simples y constituyen un buen banco de pruebas, "dice el profesor David van der Spoel, el líder del grupo para el proyecto de modelado.

Sin embargo, Las simulaciones de los investigadores muestran que las sales no son tan simples como pueden parecer a primera vista, y que tienen algunas propiedades interesantes, especialmente si se mezclan entre sí varios haluros alcalinos.

En una teoría simplificada, Los iones que se mueven en un campo eléctrico (por ejemplo, en una batería) no interactúan entre sí y se ven afectados únicamente por el campo eléctrico. En su estudio recientemente publicado, los investigadores pudieron demostrar que esto no siempre es cierto. El estudio muestra cómo, en una mezcla de iones de litio con iones de fluoruro, cloruro y yoduro, los aniones más ligeros, fluoruro y cloruro, moverse hacia el cátodo negativo junto con los iones de litio en un electrolito de batería (simulado).

"Los iones negativos son atraídos tanto por los iones de litio como por el ánodo positivo, y el efecto neto de estas fuerzas hace que los aniones más ligeros se muevan lentamente hacia el cátodo, dado que los iones de litio positivos también se mueven en esa dirección, "dice el primer autor del estudio, Marie-Madeleine Walz.

En su continua investigación, el grupo desarrollará un modelo de agua para estudiar la interacción de las moléculas de agua con los iones. Su investigación incluirá, por ejemplo, cómo las propiedades de los iones se ven afectadas por un campo eléctrico cuando hay agua en la mezcla.