Investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad de Ciencias de Tokio publicaron estudios separados el 17 de diciembre que detallan los avances en los materiales de las baterías. El equipo de Tokio demostró que las baterías de iones de sodio que utilizan electrodos de carbono duro pueden cargarse más rápido que las baterías de iones de litio convencionales. Los investigadores de Oxford desarrollaron electrolitos que retienen la conductividad iónica al pasar del estado líquido al sólido. El equipo del profesor Shinichi Komaba de la Universidad de Ciencias de Tokio utilizó un “método de electrodo diluido” para evaluar los límites de carga del carbono duro. Este enfoque mezcla partículas de carbono duro con óxido de aluminio electroquímicamente inactivo, lo que evita atascos de iones en electrodos densos durante la carga rápida. La voltamperometría cíclica y el análisis electroquímico revelaron que los iones de sodio viajan más rápido a través del carbono duro que los iones de litio. El coeficiente de difusión aparente, que indica la movilidad de los iones, resultó mayor para el sodio en la mayoría de los casos. “Nuestros resultados demuestran cuantitativamente que la velocidad de carga de un SIB que utiliza un ánodo HC puede alcanzar velocidades más rápidas que la de un LIB”, dijo Komaba. El estudio encontró que el sodio requiere una menor energía de activación para formar grupos pseudometálicos en nanoporos de carbono duro. Esta característica hace que la inserción de sodio sea menos sensible a la temperatura. La investigación apareció en ciencia quimica. En la Universidad de Oxford, Paul McGonigal y la estudiante de doctorado Juliet Barclay crearon electrolitos a base de ciclopropenio. Estos materiales desafían la idea de que la movilidad de los iones disminuye drásticamente cuando los líquidos se solidifican. El equipo diseñó moléculas en forma de disco con cadenas laterales flexibles que se autoensamblan en columnas tras la solidificación. Esta disposición distribuye la carga positiva sobre un núcleo plano, evitando el atrapamiento de iones negativos y preservando una estructura permeable para el flujo de iones. “Hemos demostrado que es posible diseñar materiales orgánicos de modo que la movilidad de los iones no se congele cuando el material se solidifica”, dijo Barclay. Las pruebas realizadas en el estudio confirmaron una conductividad estable en las fases líquida, de cristal líquido y sólida para diferentes tipos de iones. Publicado en Cienciael trabajo apareció el 17 de diciembre. Los hallazgos de Tokio destacan el potencial de las baterías de iones de sodio para una carga más rápida con ánodos de carbono duro. Los electrolitos de Oxford ofrecen un camino para baterías más seguras al permitir a los fabricantes calentar los materiales hasta convertirlos en líquidos para su ensamblaje y luego enfriarlos hasta convertirlos en sólidos, lo que reduce los riesgos de fugas e incendios y al mismo tiempo mantiene el rendimiento.
Source: Oxford y la Universidad de Ciencias de Tokio avanzan en materiales para baterías
