Investigadores de POSTECH han desarrollado una película protectora de electrodos de batería a base de goma xantana que mejora la durabilidad y eficiencia de las baterías de iones de zinc. Esta innovación marca un paso importante hacia soluciones de energía verde sostenible y resuelve un desafío clave en la tecnología de almacenamiento de energía.
La goma xantana, una sustancia extraída originalmente de plantas como la col, es conocida por su contenido en carbohidratos y se utiliza a menudo en cosmética como barrera natural para mantener sus beneficios en la piel. En un desarrollo innovador, la goma xantana se utiliza ahora para brindar protección a los electrodos de la batería en lugar de a la piel.
El profesor Changshin Jo de la Escuela de Graduados en Tecnología de Metales Ferrosos y Materiales Ecológicos y el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) en Corea del Sur, y Jooyoung Jang, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Química, crearon una película protectora mezclando polímeros. La revista internacional "Energy Storage Materials" publicó los resultados de su investigación.
Debido a la naturaleza inherentemente intermitente de las fuentes de energía renovables como la energía solar, la importancia de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) está aumentando constantemente. La tecnología ESS captura y utiliza eficientemente la electricidad cuando es necesaria y es un factor clave para aprovechar la energía renovable. Si bien las baterías de iones de litio (Li-ion) se han utilizado históricamente para aplicaciones de ESS, su alto costo y las preocupaciones sobre el agotamiento del litio han impulsado la investigación continua de soluciones alternativas.
El zinc (Zn) es un elemento abundante en la Tierra y una alternativa prometedora al litio. Las baterías de iones de zinc tienen la capacidad de almacenar grandes cantidades de energía y son más seguras en términos de riesgo de incendio en comparación con las baterías de iones de litio. Sin embargo, lograr una deposición estable de zinc en los electrodos de las baterías ESS es una tarea desafiante, y los ciclos repetidos de carga y descarga a menudo conducen a la formación de dendritas en la superficie del zinc, lo que reduce la vida útil de la batería.
En este estudio, el equipo combinó el biopolímero goma xantana con un polímero conductor de iones para crear una película protectora para los electrodos de la batería. La interacción de estos dos polímeros forma una capa protectora suave sobre la superficie del electrodo, evitando eficazmente el impacto físico y la contaminación química.
Además, esta película protectora es rica en grupos funcionales de oxígeno, lo que desempeña un papel importante en la promoción de la nucleación uniforme del zinc, depositando así eficazmente el zinc en la superficie del electrodo. Por lo tanto, la formación de dendritas en la superficie del zinc se reduce significativamente y la película protectora aún muestra una estabilidad significativa incluso después de 200 días de cargas y descargas repetidas.
El profesor Zhao Changxin dijo: "Espero que esta investigación pueda contribuir a la tecnología ESS que promueva la producción sostenible de energía verde".
Fuente compilada: ScitechDaily