Nuestro estilo de vida moderno sería inmensamente diferente sin baterías recargables. Debido a su tecnología reciclable y de bajo costo, estas baterías se usan en la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles, vehículos eléctricos e híbridos y sistemas de generación de energía renovable. Y por qué no deberíanOfrecen una solución elegante a las crecientes demandas de energía del mundo. Además, las baterías recargables son una herramienta esencial en los sistemas que cosechan energía renovable, como el viento y la luz solar, porque estas fuentes pueden fluctuar mucho con el clima. Las baterías recargables nos permitenalmacenar la electricidad generada y enviarla a pedido. Por lo tanto, no es sorprendente que los investigadores a nivel mundial se hayan centrado en mejorar las baterías recargables como un paso hacia el desarrollo de recursos energéticos sostenibles.
Desde su comercialización, las baterías de iones de litio LIBs han sido las baterías recargables por su excelente rendimiento. Sin embargo, con el consiguiente aumento en su demanda, junto con la disponibilidad limitada de litio y cobalto otro elemento necesariopara LIBs en la corteza terrestre, el uso de LIBs puede convertirse pronto en un problema importante. Es por eso que un equipo de científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio dirigido por el profesor Shinichi Komaba decidió caminar por el camino menos transitado: se centraron en reemplazar el elemento agotable de litio conmejores alternativas como el sodio y el potasio. El sodio y el potasio están en el mismo grupo de metales alcalinos en la tabla periódica de elementos, y su naturaleza química es, por lo tanto, bastante similar. Pero, a diferencia del litio, estos elementos son muy abundantes en la Tierra yque desarrollen baterías recargables de alto rendimiento sería un gran avance para crear una sociedad más sostenible.
En 2014, el profesor Komaba, junto con el profesor M. Stanley Whittingham, quien ganó el Premio Nobel de Química en 2019, analizó el estado actual del desarrollo de las baterías de iones de sodio y publicó sus evaluaciones como una revisión.estudio, con más de 2.000 citas solo en los últimos 5 años. El profesor Komaba y su equipo exploraron otra alternativa plausible a las LIB, las baterías de iones de potasio KIB, que lentamente se han convertido en el foco de una extensa investigación desde 2015 después de ciertos estudios pioneros por ejemplo, un estudio publicado en Materiales de la naturaleza en 2012, algunos de los cuales fueron realizados por el grupo de Komaba.El uso de potasio en las baterías es prometedor porque muestran un rendimiento comparable o incluso mejor que las LIB.Además, los materiales necesarios para construir KIB no son tóxicos y son mucho más abundantes que los necesarios para LIB.El profesor Komaba afirma: "Al estudiar nuevos materiales para aplicaciones en baterías de iones de litio, sodio y potasio, queríamos desarrollar una tecnología de bajo consumo y respetuosa con el medio ambiente".
En un esfuerzo notable para facilitar la investigación adicional sobre KIB, el grupo de investigación dirigido por el profesor Komaba analizó el funcionamiento de los KIB en gran detalle en una revisión exhaustiva publicada en Revisiones químicas . Su artículo abarca todo lo relacionado con el desarrollo de KIB, desde materiales de cátodo y ánodo, varios electrolitos y KIB completamente sólidos, hasta dopaje de electrodos y aditivos de electrolitos. Además, la revisión compara los diferentes materiales utilizados en litio, sodio y sodio.y baterías de iones de potasio. Siendo el único estudio que analiza exhaustivamente varios aspectos de las baterías recargables, podría resultar realmente útil para los principales investigadores actuales y futuros en la dirección correcta. Teniendo volúmenes exhaustivos de investigaciones pasadas sobre KIB y toda la información adquirida condensadaen un solo artículo es de gran valor para cualquier persona interesada en profundizar en este tema de investigación.
se espera que el desarrollo continuo de los KIB produzca un aumento en el uso de esta codiciada alternativa a los LIB ". Como lo demuestra la investigación intensiva reciente, los KIB son reconocidos como candidatos prometedores de baterías de próxima generación debido a sus características únicas, como el costo-eficacia, alto voltaje y operación de alta potencia. Otras mejoras en el rendimiento de los KIB allanarían el camino para su aplicación práctica ", explica el profesor Komaba.
Sin embargo, la investigación sobre ciertos aspectos de los KIB, como su seguridad, ha sido limitada, y se debe enfocar en obtener más información sobre lo que está sucediendo física y químicamente entre los diferentes componentes y elementos. El profesor Komaba tiene esperanzas al respectoy concluye diciendo: "La investigación sobre KIB, incluidos los materiales de electrodos, los electrolitos sólidos y no acuosos, y los aditivos proporcionarán nuevos conocimientos sobre las reacciones de los electrodos y los iónicos sólidos, abriendo nuevas estrategias que permitirían la creación de baterías de próxima generación"Su grupo de investigación también se ha centrado en los supercondensadores y las células de biocombustibles junto con las baterías LIB y las baterías de iones de sodio, que podrían encontrar funciones muy importantes en una sociedad más sostenible en el futuro".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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