Se sabe desde hace mucho tiempo en biología que la molécula excitada de oxígeno oxígeno singlete es la principal causa del envejecimiento en las células. Para contrarrestar esto, la naturaleza utiliza una enzima llamada superóxido dismutasa para eliminar el superóxido como un radical libre. También se produce superóxidoen la respiración celular para la producción de energía y es la etapa preliminar y, por lo tanto, fuente de oxígeno singlete. Stefan Freunberger de TU Graz ahora se ha topado con asombrosos paralelos de la química del oxígeno en los sistemas de baterías.
Investiga los procesos de envejecimiento en baterías no acuosas, como las baterías de oxígeno; en otras palabras, los sistemas de baterías en los que el oxígeno reacciona con litio, sodio y magnesio, por ejemplo, liberando energía. La densidad de energía de estas baterías de próxima generaciónes considerablemente más alto que en las baterías actuales de iones de litio, pero su rápido envejecimiento todavía las hace inutilizables en la actualidad. "Me he dado cuenta durante mucho tiempo de que el superóxido no puede ser la única causa del envejecimiento, como se suponía anteriormente. El oxígeno singlete es bastante conocidoporque es muy reactivo. Pero nadie había comprobado si se produce en las baterías. Sobre todo porque no había ningún método para detectarlo allí ", describe Freunberger. En la edición actual de Nature Energy, Freunberger describe los métodos de detección que tienendesarrollado y muestra que el oxígeno singlete es el principal responsable del envejecimiento en baterías de oxígeno no acuosas.
Función enzimática para baterías
"Desde el punto de vista de la investigación, esta es una mina de oro. Muestra que en todas las actividades electroquímicas en las que está involucrado el oxígeno, y este suele ser el caso en la química de la batería, el oxígeno singlete puede ser importante.los métodos utilizados para detectar oxígeno singlete también se pueden aplicar en otras áreas ", dice Stefan Freunberger.
Además del reconocimiento del problema y el desarrollo de la metodología, el artículo en Energía natural también proporciona un enfoque inicial sobre cómo la célula de almacenamiento puede protegerse de las especies reactivas de oxígeno. "En esencia, la batería necesita la función de la enzima superóxido dismutasa. Pudimos identificar una clase de moléculas que pueden cumplir esta funciónTiene que haber una forma adecuada de introducir la "enzima" en el sistema de la batería, ya sea a través del electrolito o por medio de un aditivo que se disuelve en el electrolito. Este es un enfoque inicial que funciona pero definitivamente no es elforma óptima. Detrás de esta gran puerta que abrimos, hay mucho trabajo por hacer ", dice Freunberger.
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Materiales proporcionado por TU Graz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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