Proceso de preparación de SAC. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza (2020). DOI:10.1038 / s41467-020-18820-y
Las baterías recargables de iones de litio (LIB) se consideran la mejor esperanza para la tecnología de baterías de próxima generación, gracias a su largo ciclo de vida, alta potencia específica y densidad energética. Sin embargo, no han satisfecho las demandas cada vez mayores de tecnologías emergentes como los vehículos eléctricos. La tecnología de baterías Li-Se se considera cada vez más una alternativa real a los LIB debido a su alta capacidad volumétrica teórica y una conductividad mucho mayor.
En el primer estudio de este tipo, publicado por el Comunicaciones de la naturaleza diario, ingenieros del Instituto de Tecnología Avanzada de Surrey (ATI), en colaboración con el equipo de University Technology of Sydney detallan cómo utilizaron un catalizador de un solo átomo para crear cátodos altamente efectivos para baterías Li-Se. Demuestran que sus baterías tienen una capacidad de velocidad superior y un rendimiento de ciclismo a largo plazo excepcional.
El equipo de Surrey solía controlar con delicadeza las partículas de estructura de imidazolato zeolítico (ZIF) que se colocaban en la superficie de esferas de poliestireno. El núcleo-carcasa del ZIF se convirtió luego en un material de carbono de estructura hueca.
A través de un mayor ajuste, el equipo de ATI produjo con éxito electrocatalizador atómico de cobalto, carbono poroso hueco dopado con nitrógeno, nanopartículas de cobalto y carbono poroso hueco dopado con nitrógeno. Al incorporar selenio en partículas de carbono estructuradas huecas, Se produjeron compuestos de carbono / selenio.
Los electrocatalizadores atómicos de cobalto se utilizaron como materiales de cátodo para baterías de Li-Se y mostraron claramente un rendimiento electroquímico superior, incluida una capacidad de velocidad superior (311 mA h g −1 a 50 C) y una excelente estabilidad cíclica (267 mA h g −1 después de 5000 ciclos con una disminución de la capacidad del 0,0067% por ciclo a una densidad de corriente de 50 C) con la eficiencia Coulombic de ~ 100%.
Dr. Jian Liu, uno de los autores principales y profesor asociado de materiales energéticos en la ATI, dijo:
"Realmente creemos que nuestro material sintetizado dopado con cobalto atómico puede allanar el camino para que las baterías de litio y selenio sean la tecnología de batería de referencia para las generaciones futuras. Si bien nuestros resultados son increíblemente alentadores, aún queda camino por recorrer para hacer realidad nuestro sueño de alta capacidad, la tecnología de baterías sostenibles es una realidad ".
Profesor Ravi Silva, director de la ATI en la Universidad de Surrey, dijo:
"Estamos increíblemente orgullosos del trabajo excelente y altamente creativo que ha realizado el equipo del Dr. Liu, una investigación que puede ser un momento decisivo para el desarrollo de tecnología de baterías sostenible".
