Se propuso una nueva estrategia en el campo de las baterías acuosas de iones de zinc para ayudar a aumentar la capacidad de los cátodos, haciéndolos más eficientes, según un reciente estudio publicado en ACS Nano. .

"Convertimos vanadio de baja valencia en vanadio de alta valencia en óxidos mediante un método electroquímico", afirmó el profesor HU Linhua de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China, quien dirigió el equipo.

Las baterías acuosas de iones de zinc (AZIB) son una tecnología prometedora para el almacenamiento estacionario de energía a gran escala. Para hacer que esta tecnología sea más viable para uso comercial, los investigadores han desarrollado materiales catódicos innovadores para mejorar el rendimiento. Los óxidos de vanadio (VOx) se han considerado ampliamente como una opción favorable para los AZIB. Sin embargo, su baja conductividad electrónica y su lento Zn₂ ⁺ La cinética de difusión ha planteado desafíos para demostrar el dominio de VOx.

En este estudio, los investigadores construyeron una transición de fase inducida electroquímicamente in situ para obtener materiales catódicos acuosos de iones de zinc de alto rendimiento.

Utilizaron un proceso especial para cambiar la estructura de un material llamado V₆ O₁₃ a V₅ O₁₂ · ⁶ H₂ O cuando se cargó por primera vez. Este cambio mejoró la conducción de la electricidad del material y permitió que los iones de zinc se movieran más fácilmente, aumentando su capacidad para almacenar energía.

El material modificado también tenía espacios que facilitaban el movimiento de las partículas y se mantuvo estable durante muchos ciclos de carga. Como resultado, el nuevo material se podía cargar muy rápidamente, tenía una alta capacidad de almacenamiento de energía, funcionaba bien a altas velocidades de carga y duraba mucho tiempo sin perder su capacidad de almacenar energía.

Según el equipo, este nuevo método proporciona una nueva dirección para resolver los desafíos en el desarrollo de cátodos de alto rendimiento para AZIB.

Más información: Li'e Mo et al, La transformación de fase inducida electroquímicamente en óxido de vanadio aumenta la intercalación de iones de Zn, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c11217

Información de la revista: ACS Nano

Proporcionado por la Academia China de Ciencias