Un estudio reciente afiliado a UNIST ha introducido una novedosa tecnología de batería para vehículos eléctricos (EV) que es más eficiente energéticamente que los motores de gasolina. La nueva tecnología implica reemplazar los paquetes de baterías en lugar de cargarlos, evitando los problemas de carga lenta de la tecnología de batería EV existente. También proporciona ligereza, fuentes de energía de alta densidad de energía con poco riesgo de quemaduras o explosiones. Este avance ha sido dirigido por el profesor Jaephil Cho y su equipo de investigación en la Escuela de Ingeniería Química y Energética de UNIST. Sus hallazgos han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

Los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de batería de flujo de aire y aluminio para vehículos eléctricos. La nueva batería supera a las baterías de iones de litio existentes en términos de mayor densidad de energía, costo más bajo, ciclo de vida más largo, y mayor seguridad. Las baterías de flujo de aire de aluminio son celdas primarias, lo que significa que no se pueden recargar por medios convencionales. En vehículos eléctricos, producen electricidad reemplazando la placa de aluminio y el electrolito. Teniendo en cuenta la densidad de energía real de la gasolina y el aluminio del mismo peso, el aluminio es superior.

"La gasolina tiene una densidad energética de 1, 700 Wh / kg, mientras que una batería de flujo de aire-aluminio exhibe una densidad de energía mucho mayor de 2, 500 Wh / kg con su electrolito reemplazable y aluminio, "dice el profesor Cho." Esto significa que con 1 kg de aluminio, podemos construir una batería que permita a un coche eléctrico correr hasta 700 km ".

La nueva batería funciona de manera muy similar a las baterías de metal-aire, produciendo electricidad a partir de la reacción del oxígeno del aire con el aluminio. Baterías de metal-aire, especialmente baterías de aluminio-aire, han atraído mucha atención como la batería de próxima generación debido a su densidad de energía superior a la de las LIB. En efecto, baterías que usan aluminio, un metal ligero, son más ligeros, más económico, y tienen mayor capacidad que un LIB tradicional.

A pesar de su alta densidad energética, Las baterías de aluminio-aire no se usan ampliamente debido a problemas con el alto costo del ánodo y la eliminación de subproductos cuando se usan electrolitos tradicionales. El profesor Cho ha resuelto este problema desarrollando una batería de aluminio-aire basada en flujo para aliviar las reacciones secundarias en la celda. donde los electrolitos pueden circular continuamente.

En el estudio, El equipo de investigación preparó una arquitectura de nanoplacas de manganato de plata mediada por semillas de nanopartículas de plata para la reacción de reducción de oxígeno (ORR). Descubrieron que el átomo de plata puede migrar a la red cristalina disponible y reorganizar la estructura del óxido de manganeso. creando así abundantes dislocaciones superficiales. Gracias a una mayor longevidad y densidad de energía, El equipo anticipa que su sistema de batería de flujo de aire y aluminio podría potencialmente traer más vehículos eléctricos a la carretera con mayor alcance y sustancialmente menos peso con cero riesgo de explosión.

"Esta estrategia innovadora evitó la precipitación de subproductos sólidos en la celda y la disolución de un metal precioso en el electrodo de aire, "dice Jaechan Ryu, primer autor del estudio. "Creemos que nuestro sistema AAFB tiene el potencial para un sistema de conversión de energía de próxima generación rentable y seguro".

La capacidad de descarga de la batería de flujo de aire de aluminio es 17 veces mayor que la de las baterías de aire de aluminio convencionales. Adicionalmente, la capacidad de los catalizadores basados ​​en óxido de plata-manganeso recientemente desarrollados era comparable a la de los catalizadores de platino convencionales (Pt / C). Como la plata es 50 veces más barata que el platino, también es competitivo en términos de precio