Los científicos de materiales del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore han descubierto que ciertos óxidos metálicos aumentan la capacidad y mejoran el rendimiento cíclico en las baterías de iones de litio.

El equipo sintetizó y comparó el rendimiento electroquímico de tres nanocompuestos de óxido metálico de grafeno y descubrió que dos de ellos mejoraban enormemente la capacidad de almacenamiento de litio reversible.

La investigación aparece en la portada de la edición del 21 de marzo de la Revista de Química de Materiales A .

Los nanocompuestos de óxido de grafeno y metal (OGM) se han vuelto famosos por su potencial para el almacenamiento y la conversión de energía. incluyendo condensadores, baterías de iones de litio, catálisis (para pilas de combustible, división de agua y limpieza de aire) y sensores.

Para aplicaciones en baterías de iones de litio, Las partículas nanométricas de óxido de metal (MO) y el grafeno altamente conductor se consideran beneficiosos para acortar las vías de difusión del litio y reducir la polarización en el electrodo. conduciendo a un rendimiento mejorado.

En los experimentos, El equipo sumergió electrodos de aerogel de grafeno prefabricados en soluciones de iones metálicos donde todas las nanopartículas de óxido metálico parecen estar ancladas en la superficie del grafeno y son completamente accesibles al electrolito (es decir, espacio de poro abierto).

"En esencia, Nuestro enfoque ayuda a optimizar el rendimiento a nivel del sistema al garantizar que la mayoría de los óxidos metálicos estén activos. ", dijo el científico de materiales de LLNL Morris Wang y autor correspondiente del artículo.

El método puede depositar la mayoría de los tipos de MO en la misma estructura prefabricada de grafeno 3D, permitiendo la comparación directa del rendimiento electroquímico de una amplia gama de OMG.

"Descubrimos que los experimentos mostraron grandes capacidades de almacenamiento de litio reversibles de láminas de grafeno, habilitado por los roles no anunciados de los óxidos metálicos, "Dijo Wang." Sorprendentemente, vimos que la magnitud de las contribuciones de capacidad del grafeno está determinada principalmente por los materiales activos y el tipo de MO unido a la superficie del grafeno ".

Específicamente, Los mecanismos de almacenamiento de litio de los OM y su relación de carga frente al grafeno juegan un papel clave en la determinación de las contribuciones de la capacidad del grafeno.