es.wedoany.com Noticia: Un equipo internacional de investigación ha modificado el oxicloruro de lantano añadiendo calcio, magnesio o estroncio, logrando aumentar hasta 10 000 veces la capacidad de migración de iones de cloruro en materiales sólidos, sentando las bases para el uso de baterías de iones de cloruro basadas en agua de mar en el almacenamiento de energía renovable a escala de red. El estudio, realizado en colaboración por investigadores de Suiza, Canadá y Estados Unidos, tiene como objetivo explorar rutas tecnológicas de almacenamiento de energía más allá de las baterías de iones de litio.
Actualmente, las baterías de iones de litio dominan el campo del almacenamiento de energía, pero los recursos de litio enfrentan desafíos debido al aumento de la demanda y la limitación del suministro. A diferencia del litio, los recursos de cloruro son abundantes y pueden obtenerse directamente del agua de mar. Los investigadores creen que las baterías de iones de cloruro podrían usarse en el futuro para almacenar electricidad generada por turbinas eólicas y parques solares, proporcionando soporte para sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.
El principal obstáculo técnico que enfrentan las baterías de iones de cloruro es la lenta velocidad de movimiento de los iones de cloruro en el electrolito sólido. El tamaño relativamente grande de los iones de cloruro dificulta su paso a través del electrolito, lo que limita el rendimiento de almacenamiento de energía. Al modificar la estructura atómica del oxicloruro de lantano, el equipo de investigación abrió canales más convenientes para la migración de iones de cloruro en el material. Los experimentos mostraron que la modificación con calcio fue la más efectiva, aumentando la conductividad de iones de cloruro hasta 10 000 veces en comparación con el material no modificado.
Para comprender cómo los cambios estructurales mejoran el transporte iónico, el equipo de investigación utilizó rayos X ultraluminosos de la Fuente de Luz Canadiense (CLS) de la Universidad de Saskatchewan para realizar análisis. Los resultados del análisis mostraron que los elementos añadidos hicieron que la estructura cristalina fuera más flexible, permitiendo que los iones de cloruro se movieran más libremente en el electrolito sólido.
El profesor de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zürich) y director del Laboratorio de Ciencias de Baterías del Instituto Paul Scherrer (Paul Scherrer Institute), Sarbajit Banerjee, indicó que esta investigación no pretende reemplazar completamente las baterías de iones de litio, sino desarrollar otras soluciones además de las baterías de iones de litio para satisfacer la enorme demanda futura de capacidad de almacenamiento de energía de cientos de teravatios-hora.
Los investigadores enfatizaron que esta tecnología aún se encuentra en una etapa temprana. El estudio aún no ha demostrado una batería completa de iones de cloruro, sino que ha establecido una plataforma de electrolito prometedora para apoyar el desarrollo futuro de baterías. El estudiante de doctorado participante en la investigación, Jingxiang Cheng, afirmó que el equipo está explorando nuevas direcciones en el campo de las baterías, con la esperanza de utilizar esta plataforma para seguir construyendo más posibilidades. Banerjee señaló que el objetivo del proyecto es sentar las bases para la investigación fundamental y tecnologías de baterías más sostenibles, de modo que puedan apoyar el almacenamiento de energía a gran escala en el futuro.
Los investigadores agradecieron el apoyo técnico de la Fuente de Luz Canadiense (CLS) y su línea de luz VLS-PGM, cuyo equipo proporcionó las mediciones necesarias para comprender el comportamiento de los materiales a nivel atómico. Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista ACS Applied Energy Materials.
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