Las baterías de dióxido de carbono y litio son sistemas de almacenamiento de energía atractivos porque tienen una densidad de energía específica que es más de siete veces mayor que las baterías de iones de litio comúnmente utilizadas. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no habían podido desarrollar un prototipo completamente recargable, a pesar de su potencial para almacenar más energía.
Los investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago son los primeros en demostrar que las baterías de dióxido de carbono y litio pueden diseñarse para funcionar de manera totalmente recargable, y han probado con éxito un prototipo de batería de dióxido de carbono y litio que funciona hasta 500 ciclos consecutivosde procesos de carga / recarga.
Sus hallazgos se publican en la revista Materiales avanzados .
"Las baterías de dióxido de carbono y litio han sido atractivas durante mucho tiempo, pero en la práctica, no hemos podido obtener una que sea realmente eficiente hasta ahora", dijo Amin Salehi-Khojin, profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial de la UICColegio de Ingenieria.
Tradicionalmente, cuando una batería de dióxido de carbono y litio se descarga, produce carbonato de litio y carbono. El carbonato de litio se recicla durante la fase de carga, pero el carbono simplemente se acumula en el catalizador, lo que en última instancia conduce a la falla de la batería.
"La acumulación de carbono no solo bloquea los sitios activos del catalizador y evita la difusión del dióxido de carbono, sino que también desencadena la descomposición de electrolitos en un estado cargado", dijo Alireza Ahmadiparidari, primera autora del artículo y estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UIC.
Salehi-Khojin y sus colegas utilizaron nuevos materiales en su batería experimental de dióxido de carbono para alentar el reciclaje completo tanto de carbonato de litio como de carbono. Usaron disulfuro de molibdeno como catalizador de cátodo combinado con un electrolito híbrido para ayudar a incorporar carbono en el proceso de ciclismo.
Específicamente, su combinación de materiales produce un único compuesto de productos de múltiples componentes en lugar de productos separados, lo que hace que el reciclaje sea más eficiente.
"Nuestra combinación única de materiales ayuda a hacer la primera batería de dióxido de carbono de litio neutral en carbono con mucha más eficiencia y vida útil duradera, lo que permitirá su uso en sistemas avanzados de almacenamiento de energía", dijo Salehi-Khojin.
Los cálculos teóricos realizados por el grupo del Dr. Larry Curtiss en el Laboratorio Nacional de Argonne se usaron para deducir un mecanismo para el funcionamiento reversible de la batería.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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