Los científicos de la Universidad de Birmingham están allanando el camino para cambiar el litio en baterías de iones de litio con sodio, según una investigación publicada en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
Las baterías de iones de litio LIB son recargables y se usan ampliamente en computadoras portátiles, teléfonos móviles y en vehículos híbridos y totalmente eléctricos. El vehículo eléctrico es una tecnología crucial para combatir la contaminación en las ciudades y lograr una era de transporte limpio y sostenible.
Sin embargo, el litio es costoso y los recursos se distribuyen de manera desigual en todo el planeta. Se utilizan grandes cantidades de agua potable en la extracción de litio y las técnicas de extracción son cada vez más intensivas en energía a medida que aumenta la demanda de litio, un 'objetivo propio' en términos de sostenibilidad.
Con la demanda cada vez mayor de automóviles eléctricos, la necesidad de baterías recargables confiables está aumentando dramáticamente, por lo que existe un gran interés en encontrar un proveedor de carga que no sea el litio que sea barato y de fácil acceso.
El sodio es económico y se puede encontrar en el agua de mar, por lo que es prácticamente ilimitado. Sin embargo, el sodio es un ion más grande que el litio, por lo que no es posible simplemente "cambiarlo" por litio en las tecnologías actuales. Por ejemplo, a diferencia del litio, el sodiono encajará entre las capas de carbono del ubicuo ánodo LIB, grafito.
Los científicos necesitaban encontrar nuevos materiales para actuar como componentes de la batería para las baterías de iones de sodio que competirán con el litio por capacidad, velocidad de carga, energía y densidad de potencia
Ejecutando modelos de mecánica cuántica en supercomputadoras, el equipo del Dr. Andrew Morris del Departamento de Metalurgia y Materiales de la Universidad de Birmingham pudo predecir lo que sucede cuando se inserta sodio en el fósforo.
En colaboración con la Dra. Lauren Marbella y el equipo de la profesora Clare Grey en la Universidad de Cambridge, quienes realizaron los experimentos que verificaron las predicciones, descubrieron que el fósforo forma hélices en las etapas intermedias de carga.
Los investigadores identificaron la composición final del electrodo, que proporciona una capacidad final de portadores de carga siete veces mayor que la del grafito para el mismo peso. Esto nos brinda nuevas ideas sobre cómo hacer ánodos de iones de sodio de alta capacidad.
El Dr. Andrew Morris dijo: "Esta es una gran victoria para la ciencia de los materiales computacionales. Predijimos cómo se comportaría el fósforo como un electrodo en 2016 y ahora pudimos, con el equipo del Profesor Grey, proporcionar información sobre el experimento y aprender cómo hacer nuestras prediccionesmejor. Es sorprendente lo poderosos que son los enfoques teórico-experimentales combinados "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :