Diagramas esquemáticos de Zn 2+ estructura de solvatación y reacciones interfaciales en (a) electrolito acuoso tradicional y (b) electrolito eutéctico hidratado. Crédito:Zhao Jingwen y Yang Wuhai
Las baterías de zinc (Zn) han atraído cada vez más atención debido a su gran capacidad volumétrica, su abundancia en la Tierra, y respeto al medio ambiente. Las baterías de Zn brindan una solución prometedora para los riesgos de seguridad y los desafíos económicos que enfrentan las baterías de iones de litio predominantes.
Sin embargo, los electrolitos acuosos de Zn actualmente disponibles están lejos de ser ideales. Las baterías acuosas de Zn luchan contra la rápida degradación del rendimiento derivada de la escasa reversibilidad de los ánodos de Zn y la disolución de los cátodos. Un equipo de investigación dirigido por el profesor Cui Guanglei del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China ha propuesto una nueva clase de electrolitos acuosos llamados electrolitos eutécticos hidratados para garantizar un mejor rendimiento de las baterías acuosas de Zn. El estudio se publicará en la revista Joule el 1 de julio.
El nuevo electrolito acuoso se fabricó acoplando una sal de Zn hidratada (Zn (ClO 4 ) 2 · 6H 2 O) exclusivamente con un ligando neutro (succinonitrilo, SN).
"Las especies de Zn acuacatiónico y los estados de coordinación de las moléculas de agua correspondientes se reorganizan. SN entra en la capa de solvatación primaria de Zn 2+ , mientras que todas las moléculas de agua contribuyen a la formación de la estructura eutéctica y permanecen unidas en la esfera de coordinación del metal, "dijo el Dr. Zhao Jingwen de QIBEBT, coautor correspondiente del estudio.
Es por eso que los comportamientos electroquímicos de los electrolitos eutécticos hidratados eran diferentes a los de los electrolitos acuosos tradicionales. Los electrolitos eutécticos hidratados eran muy adecuados para las baterías orgánicas de Zn tanto desde el punto de vista del ánodo como del cátodo.
"Se sabe que los aniones de perclorato son reactivos y susceptibles de descomposición en soluciones acuosas, "Cui dijo." Sin embargo, debido al Zn suprimido 2+ -H 2 Oh interacción, el anión perclorato no ideal comúnmente aceptado puede estabilizarse en la red eutéctica ".
Poseyendo las ricas interacciones intermoleculares en los electrolitos eutécticos hidratados, También se obtuvo un funcionamiento estable a baja temperatura incluso a -20 ° C.
El estudio ofrece una forma simple y prometedora de domesticar la estructura de electrolitos multivalentes hacia la creación de baterías acuosas recargables de larga duración.
