Los científicos de Arabia Saudita han logrado un gran avance al incorporar nailon en el diseño de baterías de metal de litio, mejorando el rendimiento de las baterías y reduciendo los costos, según dos nuevos estudios publicados en ACSE Energy Letters y Energy & Environmental Science.
Las baterías de litio se utilizan ampliamente debido a su alta densidad energética, peso ligero y bajas emisiones de dióxido de carbono. Estas ventajas lo hacen ideal para teléfonos inteligentes, pequeños productos electrónicos de consumo e incluso tecnología de exploración espacial.
Hay dos tipos principales de baterías de litio. Las baterías de iones de litio son una de las más comunes y alimentan dispositivos cotidianos como computadoras portátiles y teléfonos inteligentes. Sin embargo, las baterías de metal litio tienen una mayor densidad energética y se espera que se utilicen en robótica, transporte y otras industrias avanzadas. Aunque las baterías de litio metálico son muy prometedoras, todavía enfrentan desafíos en términos de seguridad y longevidad. La producción de baterías de metal litio depende de materiales corrosivos y peligrosos, y su funcionamiento se ve obstaculizado por una gran cantidad de reacciones parásitas: reacciones secundarias no deseadas que degradan el rendimiento y comprometen la seguridad.
Los aditivos ayudan a estabilizar la interfaz de la batería, mejorando así el rendimiento. Una investigación realizada por investigadores de la Universidad Técnica de Cartagena encontró que el nailon, el mismo polímero que se usa en la ropa, puede disolverse en soluciones suaves de litio y usarse como aditivo en baterías de metal litio. El resultado son baterías de metal litio que son más eficientes, duran más y exhiben menos reacciones parásitas.
Entonces, al estudiar la química de cómo interactúan el nailon y el litio, incluidos los enlaces moleculares clave, el estudio demostró que este tejido comercial se puede disolver en solventes mucho más suaves de lo que se pensaba anteriormente, lo que resulta en un rendimiento superior de la batería.
"Los polímeros siempre han sido difíciles de disolver en los electrolitos de baterías comunes. Realizamos estudios en profundidad sobre sus propiedades químicas y modificamos la estructura de disolución y las interacciones", explica Zhao Zhiming, científico postdoctoral de la Universidad de Ciencias Rey Abdullah (KAUST), autor del estudio.
"Mi equipo de investigación trabaja para crear soluciones de almacenamiento y energía renovable, como baterías con mayor densidad energética y seguridad, para acelerar el proceso de descarbonización del Reino. Este descubrimiento tiene el potencial de hacer que los aditivos sean más baratos y seguros y demuestra los beneficios de la investigación científica básica", dijo Husam Alshareef, profesor de KAUST y presidente del Centro de Excelencia para Energías Renovables y Tecnologías de Almacenamiento (CREST) de KAUST, quien dirigió ambos estudios.
Compilado de /ScitechDaily