Crédito:CC0 Public Domain
En el corazón de la mayoría de los dispositivos electrónicos actuales se encuentran las baterías recargables de iones de litio (LIB). Pero sus capacidades de almacenamiento de energía no son suficientes para los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala (ESS). Las baterías de litio-azufre (LSB) podrían ser útiles en tal escenario debido a su mayor capacidad teórica de almacenamiento de energía. Incluso podrían reemplazar los LIB en otras aplicaciones como drones, dado su peso ligero y menor costo.
Pero el mismo mecanismo que les da todo este poder les impide convertirse en una realidad práctica generalizada. A diferencia de las LIB, la vía de reacción en LSB conduce a una acumulación de sulfuro de litio sólido (Li 2 S 6 ) y polisulfuro de litio líquido (LiPS), provocando una pérdida de material activo del cátodo de azufre (electrodo cargado positivamente) y corrosión del ánodo de litio (electrodo cargado negativamente). Para mejorar la duración de la batería, Los científicos han estado buscando catalizadores que puedan hacer que esta degradación sea reversible de manera eficiente durante el uso.
En un nuevo estudio publicado en ChemSusChem , científicos del Instituto de Tecnología de Gwangju (GIST), Corea, informar sobre su avance en este esfuerzo. "Mientras buscaba un nuevo electrocatalizador para los LSB, recordamos un estudio anterior que habíamos realizado con oxalato de cobalto (CoC 2 O 4 ) en el que habíamos descubierto que los iones cargados negativamente pueden adsorberse fácilmente en la superficie de este material durante la electrólisis. Esto nos motivó a plantear la hipótesis de que CoC 2 O 4 exhibiría un comportamiento similar con azufre en LSB también, "explica el profesor Jaeyoung Lee de GIST, quien dirigió el estudio.
Para probar su hipótesis, los científicos construyeron un LSB agregando una capa de CoC 2 O 4 en el cátodo de azufre.
Bastante seguro, observaciones y análisis revelaron que CoC 2 O 4 La capacidad de adsorber azufre permitió la reducción y disociación de Li 2 S 6 y labios. Más lejos, suprimió la difusión de LiPS en el electrolito adsorbiendo LiPS en su superficie, impidiendo que llegue al ánodo de litio y provocando una reacción de autodescarga. Estas acciones juntas mejoraron la utilización de azufre y redujeron la degradación del ánodo, mejorando así la longevidad, rendimiento, y capacidad de almacenamiento de energía de la batería.
Cargado por estos hallazgos, El profesor Lee prevé un futuro electrónico gobernado por LSB, que los LIB no pueden realizar. "Los LSB pueden permitir un transporte eléctrico eficiente, como en aviones no tripulados, autobuses eléctricos, camiones y locomotoras, además de los dispositivos de almacenamiento de energía a gran escala, ", observa. Esperamos que nuestros hallazgos puedan llevar a los LSB un paso más cerca de la comercialización para estos fines".
Quizás, es solo cuestión de tiempo antes de que las baterías de litio y azufre alimenten el mundo.
