Un toque de asfalto puede ser el secreto de las baterías de litio metal de alta capacidad que se cargan de 10 a 20 veces más rápido que las baterías comerciales de iones de litio, según los científicos de la Universidad de Rice.
El laboratorio de Rice del químico James Tour desarrolló ánodos que comprenden carbono poroso hecho de asfalto que mostró una estabilidad excepcional después de más de 500 ciclos de carga-descarga. Una alta densidad de corriente de 20 miliamperios por centímetro cuadrado demostró la promesa del material para su uso en carga rápiday dispositivos de descarga que requieren densidad de alta potencia. El hallazgo se informa en la revista American Chemical Society ACS Nano .
"La capacidad de estas baterías es enorme, pero lo que es igualmente notable es que podemos llevarlas de carga cero a carga completa en cinco minutos, en lugar de las típicas dos horas o más necesarias con otras baterías", dijo Tour.
El laboratorio Tour usó previamente un derivado de asfalto, específicamente, gilsonita no tratada, el mismo tipo utilizado para la batería, para capturar gases de efecto invernadero del gas natural. Esta vez, los investigadores mezclaron asfalto con nanoribones de grafeno conductivo y recubrieron el compuestocon litio metálico mediante deposición electroquímica.
El laboratorio combinó el ánodo con un cátodo de carbono sulfurado para hacer baterías completas para la prueba. Las baterías mostraron una densidad de alta potencia de 1,322 vatios por kilogramo y una densidad de alta energía de 943 vatios-hora por kilogramo.
Las pruebas revelaron otro beneficio significativo: el carbono mitigó la formación de dendritas de litio. Estos depósitos cubiertos de musgo invaden el electrolito de una batería. Si se extienden lo suficiente, provocan un cortocircuito en el ánodo y el cátodo y pueden hacer que la batería falle, se incendie oexplotar. Pero el carbono derivado del asfalto evita la formación de dendrita.
Un proyecto anterior del laboratorio descubrió que un ánodo de grafeno y nanotubos de carbono también impedía la formación de dendritas. Tour dijo que el nuevo compuesto es más simple.
"Si bien la capacidad entre la primera y esta nueva batería es similar, acercándose al límite teórico del litio metálico, el nuevo carbono derivado del asfalto puede absorber más litio metálico por unidad de área, y es mucho más simple y económico de fabricar,"Él dijo." No hay un paso de deposición química de vapor, no hay un paso de deposición de haz de electrones y no es necesario cultivar nanotubos a partir de grafeno, por lo que la fabricación se simplifica enormemente ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :