Un equipo dirigido por el profesor de ingeniería y medio ambiente Cheong Ying Chan, el profesor ZHAO Tianshou, Catedrático de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y Director del Instituto de Energía HKUST, ha propuesto un nuevo concepto de diseño de cátodos para baterías de litio-azufre (Li-S) que mejora sustancialmente el rendimiento de este tipo de baterías prometedoras de próxima generación.

Las baterías Li-S se consideran alternativas atractivas a las baterías de iones de litio (Li-ion) que se utilizan comúnmente en los teléfonos inteligentes. vehículos eléctricos, y drones. Son conocidos por su alta densidad energética mientras que su componente principal, azufre, es abundante, luz, barato, y ambientalmente benigno.

Las baterías Li-S pueden ofrecer potencialmente una densidad de energía de más de 500 Wh / kg, significativamente mejor que las baterías de iones de litio que alcanzan su límite a 300 Wh / kg. La mayor densidad de energía significa que el rango de conducción aproximado de 400 km de un vehículo eléctrico impulsado por baterías de iones de litio puede extenderse sustancialmente a 600-800 km si funciona con baterías de Li-S.

Si bien investigadores de todo el mundo han logrado resultados emocionantes con las baterías Li-S, Todavía existe una gran brecha entre la investigación de laboratorio y la comercialización de la tecnología a escala industrial. Un problema clave es el efecto lanzadera de polisulfuro de las baterías de Li-S que provoca una fuga progresiva de material activo del cátodo y la corrosión del litio. resultando en un ciclo de vida corto para la batería. Otros desafíos incluyen reducir la cantidad de electrolito en la batería mientras se mantiene un rendimiento estable de la batería.

Para abordar estos problemas, El equipo del profesor Zhao colaboró ​​con investigadores internacionales para proponer un concepto de diseño de cátodo que podría lograr un buen rendimiento de la batería Li-S.

El anfitrión macroporoso altamente orientado puede acomodar uniformemente el azufre mientras que los sitios activos abundantes están incrustados dentro del anfitrión para absorber fuertemente el polisulfuro. eliminando el efecto lanzadera y la corrosión del metal litio. Al presentar un principio de diseño para cátodos de azufre en baterías Li-S, el equipo conjunto aumentó la densidad energética de las baterías y dio un gran paso hacia la industrialización de las baterías.

"Todavía estamos en medio de una investigación básica en este campo, "Dijo el profesor Zhao." Sin embargo, nuestro novedoso concepto de diseño de electrodos y el avance asociado en el rendimiento representan un gran paso hacia el uso práctico de una batería de próxima generación que es incluso más potente y duradera que las baterías de iones de litio actuales ".