Investigadores del Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST) crearon un nuevo material de cátodo basado en fosfato de fluoruro de titanio, que logró un rendimiento energético superior y un funcionamiento estable a altas corrientes de descarga. Los resultados de su estudio fueron publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

Hoy dia, el rápido desarrollo del transporte eléctrico y las fuentes de energía renovables exige que sean comercialmente accesibles, Soluciones de almacenamiento de energía seguras y económicas basadas en baterías de iones metálicos. El alto precio de la tecnología de iones de litio existente es un obstáculo importante, que se ve agravada aún más por la especulación de que el mundo pronto se quedará sin litio y cobalto esenciales para la producción del cátodo, que determina sus características funcionales y rendimiento energético.

La búsqueda de una tecnología alternativa implica un tremendo esfuerzo para crear baterías utilizando elementos más accesibles y menos costosos como el potasio en lugar del litio. En cuanto al cobalto, Puede ser reemplazado por los elementos de hierro más comunes y amigables con el medio ambiente, manganeso y titanio.

El décimo elemento más común en la corteza terrestre, el titanio se extrae en todo el mundo, y los principales reactivos que contienen titanio están fácilmente disponibles, estable y no tóxico. Pero a pesar de estas obvias ventajas, El bajo potencial electroquímico que limita la energía específica alcanzable de la batería ha sido durante mucho tiempo un obstáculo importante para el uso de compuestos de titanio en materiales de cátodos.

Los científicos de Skoltech lograron crear un material de cátodo avanzado comercialmente atractivo basado en fosfato de fluoruro de titanio, KTiPO ₄ F, exhibiendo un alto potencial electroquímico y una estabilidad sin precedentes a altas tasas de carga / descarga.

Profesor Stanislav Fedotov, dice, "Este es un resultado excepcional que literalmente destruye el paradigma dominante que ha estado presente desde hace mucho tiempo en la" comunidad de baterías "que afirma que los materiales a base de titanio solo pueden funcionar como ánodos, debido al bajo potencial del titanio. Creemos que el descubrimiento del KTiPO de alto voltaje ₄ F puede dar un nuevo impulso a la búsqueda y el desarrollo de nuevos materiales de cátodos que contengan titanio con propiedades electroquímicas únicas ".

Profesor Artem Abakumov, director de CEST, dice, "Desde la perspectiva de la química inorgánica y la química del estado sólido, Este es un excelente ejemplo que muestra una vez más que, en lugar de seguir ciegamente los dogmas generalmente aceptados, deberíamos mirar las cosas con los ojos bien abiertos. Si elige la composición química correcta, estructura cristalina y método de síntesis, lo imposible se vuelve posible y se pueden encontrar nuevos materiales con propiedades inesperadas y nuevas oportunidades para aplicaciones prácticas. Esto ha sido demostrado brillantemente por el profesor Fedotov y su equipo ".