Investigadores del Instituto de Tecnología de Nagoya NITech en Japón han demostrado que un material específico puede actuar como un componente eficiente de la batería para las baterías de iones de sodio que competirán con las baterías de iones de litio por varias características de la batería, especialmente la velocidad de carga.
Los hallazgos fueron publicados en Informes científicos en noviembre de 2018 y fue dirigido por Naoto Tanibata, Ph.D., Profesor Asistente en el Departamento de Cerámica Avanzada de NITech.
Las populares baterías de iones de litio tienen varios beneficios: son recargables y tienen un amplio espectro de aplicaciones. Se utilizan en dispositivos como computadoras portátiles y teléfonos celulares, así como en automóviles híbridos y totalmente eléctricos.Una tecnología vital para combatir la contaminación en las zonas rurales, así como también para introducir el transporte limpio y sostenible, es un jugador importante en los esfuerzos para resolver las crisis energéticas y ambientales. Una desventaja del litio es el hecho de que es un recurso limitado.solo es costoso, pero su producción anual es técnicamente limitada debido al proceso de secado. Dada la mayor demanda de dispositivos que funcionan con baterías y particularmente de autos eléctricos, la necesidad de encontrar una alternativa al litio, una que sea tanto económica como económica.así como abundante, se está volviendo urgente.
Las baterías de iones de sodio son una alternativa atractiva a las baterías de iones de litio debido a varias razones. El sodio no es un recurso limitado: es abundante en la corteza terrestre y en el agua de mar. Además, los componentes a base de sodio tienen unposibilidad de producir un tiempo de carga mucho más rápido dado el diseño apropiado de la estructura cristalina. Sin embargo, el sodio no puede intercambiarse simplemente con el litio utilizado en los materiales actuales de la batería, ya que es un tamaño de iones más grande y una química ligeramente diferente. Por lo tanto, se solicita a los investigadores que encuentren elEl mejor material para la batería de iones de sodio entre la gran cantidad de candidatos por enfoque de prueba y error.
Los científicos de NITech han encontrado una forma racional y eficiente de solucionar este problema. Después de extraer unos 4300 compuestos de la base de datos de la estructura cristalina y después de un cálculo de alto rendimiento de dichos compuestos, uno de ellos arrojó resultados favorables y, por lo tanto, fue un candidato prometedor comoComponente de la batería de iones de sodio. Los investigadores identificaron que Na2V3O7 demuestra un rendimiento electroquímico deseable, así como estructuras cristalinas y electrónicas. Este compuesto muestra un rendimiento de carga rápida, ya que puede cargarse de manera estable en 6 minutos. Además, los investigadores demostraron que el compuesto conduce abatería de larga duración, así como un corto tiempo de carga.
"Nuestro objetivo era abordar el mayor obstáculo que enfrentan las baterías a gran escala en aplicaciones como los autos eléctricos que dependen en gran medida de las duraciones de carga prolongadas. Abordamos el problema mediante una búsqueda que produciría materiales lo suficientemente eficientes como para aumentar el rendimiento de la velocidad de la batería"
A pesar de las características favorables y el impacto global deseado en las baterías de iones de sodio, los investigadores descubrieron que el Na2V3O7 sufrió un deterioro en las etapas finales de carga, lo que limita la capacidad práctica de almacenamiento a la mitad de la teórica. Como tal, en sus futuros experimentos,los investigadores pretenden centrarse en mejorar el rendimiento de este material para que pueda permanecer estable durante toda la duración de las etapas de carga ". Nuestro objetivo final es establecer un método que nos permita diseñar eficientemente materiales de batería a través de una combinación de computacióny métodos experimentales ", agrega el Dr. Tanibata.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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