es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad Sungkyunkwan (SKKU) de Corea del Sur ha desarrollado un nuevo aditivo electrolítico que prolonga la vida útil de las baterías acuosas y mejora su capacidad. Se considera que las baterías acuosas son más seguras y de menor costo que las de iones de litio, pero hasta ahora estaban limitadas por la deposición inestable del electrodo de zinc y las reacciones secundarias.
El equipo liderado por el profesor Hoseok Park de la Universidad Sungkyunkwan (SKKU) descubrió que agregar una pequeña cantidad de un material zwitteriónico especialmente diseñado al electrolito ayuda a superar los problemas clave que obstaculizan la comercialización de las baterías acuosas. A diferencia de las baterías de iones de litio, las baterías acuosas utilizan un electrolito a base de agua, que no es inflamable, es más ecológico y tiene un menor costo de fabricación. Sin embargo, su rendimiento se ha visto afectado durante mucho tiempo por la deposición inestable de zinc y las reacciones secundarias entre el electrodo de zinc y el agua durante los procesos de carga y descarga, lo que provoca corrosión, acumulación desigual de metal y una rápida disminución de la capacidad, acortando la vida útil de la batería y limitando su aplicación a gran escala.
Para resolver estos problemas, los investigadores desarrollaron un aditivo zwitteriónico llamado C10. Los zwitteriones tienen cargas positivas y negativas en la misma molécula, lo que les permite interactuar de manera única con los iones circundantes. Cuando se agrega C10 al electrolito, las moléculas se autoensamblan espontáneamente en nanoestructuras de aproximadamente 3,77 nanómetros de diámetro. Por un lado, guían una deposición más uniforme de los iones de zinc en la superficie del electrodo, reduciendo la formación de estructuras de zinc irregulares; por otro lado, forman una fina capa protectora en la superficie del zinc metálico, impidiendo su contacto directo con el agua y suprimiendo las reacciones secundarias.
Estos efectos combinados han dado lugar a una mejora significativa del rendimiento: las baterías acuosas que utilizan el electrolito modificado pueden funcionar de manera estable durante más de 2800 horas, con una capacidad superficial de 8,10 mAh cm⁻². El equipo de investigación afirma que este es uno de los mejores indicadores de rendimiento reportados hasta la fecha para sistemas de baterías acuosas. El profesor Park señaló que simplemente agregar una pequeña cantidad de material puede mejorar enormemente el rendimiento, sin necesidad de utilizar materiales costosos o procesos de fabricación complejos.
Mejorar simultáneamente la vida útil de los ciclos y la capacidad de almacenamiento ha sido un desafío constante en el desarrollo de baterías acuosas, y muchos métodos anteriores a menudo solo podían abordar uno de estos aspectos a expensas del otro. La nueva estrategia de electrolito puede resolver ambos problemas al mismo tiempo, sin necesidad de costosos cambios de fabricación. Los investigadores creen que esta tecnología se puede utilizar en aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala, donde la seguridad, el costo y la durabilidad son factores clave. Además del almacenamiento de energía renovable, esta tecnología también tiene potencial para aplicarse en sistemas de almacenamiento de energía a gran escala para infraestructura de inteligencia artificial y centros de datos. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Nano-Micro Letters.
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