Profesores del Centro Skoltech de Ciencia y Tecnología de la Energía (CEST), La Universidad Estatal de Moscú Lomonosov y el Colegio de Francia compartieron su visión sobre la importancia de la química del estado sólido en los avances que se esperan actualmente de las baterías de iones de metal contemporáneas y futuras. La opinión se contribuyó como revisión invitada a Comunicaciones de la naturaleza .

Las baterías de iones de metal son los principales impulsores que permiten una transferencia fluida a las energías renovables y ecológicas para un planeta sostenible. Los materiales de los electrodos ingeniosamente diseñados han contribuido en gran medida al desarrollo de baterías de iones de litio de alto rendimiento que finalmente fueron contrastadas por el Premio Nobel de 2019. que había significado el papel de la química del estado sólido. El diseño específico de materiales novedosos para baterías de iones metálicos para llevar la tecnología al siguiente nivel es claramente un gran desafío para la comunidad química actual.

Las propiedades individuales de los átomos e iones codificados en la Tabla Periódica junto con las tendencias y principios fundamentales multiplicados por niveles adicionales de complejidad constituyen una multitud de combinaciones posibles para que los científicos encuentren nuevos electrodos de batería. Obviamente, los investigadores necesitan pautas sólidas mientras buscan en este enorme espacio de parámetros las mejores combinaciones y estructuras químicas.

La revisión publicada en Comunicaciones de la naturaleza resume y explica los principios y recetas químicos fundamentales y analiza los logros recientes en el diseño de materiales de electrodos y electrolitos sólidos al manifestar la interacción entre la composición química, estructura cristalina y electrónica y propiedades electroquímicas. Los autores enfatizaron el papel crucial de los métodos avanzados:difracción, técnicas de caracterización espectroscópica y de imágenes junto con enfoques de química de estado sólido para mejorar los materiales de las baterías, lo que abre direcciones emergentes para estudios posteriores.

El profesor Stanislav Fedotov dice:"En una perspectiva cercana, prevemos descubrimientos más esenciales de materiales funcionales posibilitados por la química del estado sólido. Todos los estudiantes e investigadores que estén ansiosos por contribuir al desarrollo de las tecnologías actuales y futuras para hacer un mundo mejor son bienvenidos a inscribirse en nuestros cursos de química de materiales impartidos dentro del Master y Ph.D. en ciencias de los materiales. programas en Skoltech ".

Profesor Artem Abakumov, director de CEST, dice, "Con esta breve reseña, Demostramos que detrás de una investigación aparentemente aplicada dirigida a un producto específico, las baterías de iones metálicos, se esconde una gran cantidad de ciencia fundamental. El diseño racional de materiales electroactivos avanzados y electrolitos sólidos para las futuras baterías requiere un conocimiento profundo de la química de los cristales. enlace químico y estructura electrónica de sólidos, transporte iónico, electroquímica y técnicas de caracterización actualizadas junto con la visión amplia derivada de las ramas adyacentes de la química del estado sólido. El diseño y el descubrimiento de materiales de métodos computacionales de gran alcance empoderarán a los investigadores en un futuro próximo, pero deben actuar de la mano de la sabiduría científica aportada por un enfoque multifacético de la química del estado sólido ".