Investigadores de la Academia de Ciencias de China han ideado un nuevo mecanismo que supera el deterioro de la batería de litio de última generación .
En un artículo publicado en el Journal of the American Chemical Society, el equipo explica que en baterías de litio de alto voltaje que utilizan cátodos de óxido de metal de transición en capas, la degradación química de los electrolitos da como resultado una rápida disminución de la capacidad de las baterías, lo que plantea desafíos sustanciales para las aplicaciones prácticas de estos dispositivos .
Esta degradación química de los electrolitos se produce durante el ciclo del circuito por oxidación de oxígeno altamente reactivo y por un ataque de radicales libres: cualquier átomo, molécula o ion con un electrón de valencia no apareado (capa externa).
Para abordar este problema, los investigadores comenzaron a prestar atención a ciertos procesos naturales en los que el oxígeno desempeña un papel en la degradación. El oscurecimiento de una manzana, un bulto de oxidación del hierro y el envejecimiento de la piel son, en parte, producto del 'daño' de la oxidación.
Y la naturaleza ha ideado todo tipo de soluciones para contrarrestar este problema. Los organismos a menudo producen diferentes tipos de enzimas que funcionan para eliminar el oxígeno activo y los radicales libres para aliviar el problema.
«Entonces, pensamos, ¿por qué no simplemente intentar replicar lo que la naturaleza ya hace y ponerlo dentro de una batería en su lugar?» Cui Guanglei, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa.
Luego, los investigadores desarrollaron un fotoestabilizador, un aditivo aglutinante antienvejecimiento bastante simple para el electrolito que puede eliminar los átomos de oxígeno singulete y los radicales libres.
A través de la investigación experimental y el cálculo teórico, descubrieron que este mecanismo bioinspirado de eliminación de oxígeno en baterías de litio basadas en óxidos de metales de transición en capas entregaba rendimiento electroquímico superior, incluso a temperaturas elevadas.
“Esto anuncia un nuevo paradigma para manipular la química del cátodo y el electrolito de todo tipo de baterías recargables que involucran la degradación química del electrolito”, dijo Cui.
Tras el éxito del fotoestabilizador, los investigadores pretenden comercializar baterías de litio de alto voltaje basadas en cátodos de óxido en capas con su aglutinante antienvejecimiento bioinspirado como la próxima generación de dispositivos de almacenamiento de energía más allá de la tecnología tradicional de iones de litio.
