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Una nueva batería de azufre-silicio sobre grafeno muestra unos resultados prometedores


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Un grupo de investigadores de la Universidad de Beihang, Pekín, han presentado los primeros resultados de un nuevo tipo de batería de litio-azufre que ha logrado unas cifras realmente espectaculares en las pruebas realizadas hasta el momento.

Se trata de una batería que utiliza un copolímero de azufre en forma de panel de abeja (3D cpS), que ha sido distribuido de forma uniforme sobre una red de grafeno (3D cpS-G) para el material del cátodo y una red 3D de grafeno-silicio litiada como ánodo.

El resultado es una batería capaz de lograr densidades energéticas muy importantes. Unos 1.147 Wh/kg (para la masa total de cátodo y el ánodo), y un rendimiento y degradación también destacables, con un 0.028% por ciclo después de 500 cargas.

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Este avance abre una nueva era para el diseño de las baterías de azufre-silicio. Unas baterías que cuentan con múltiples puntos positivos, como la sustitución del grafito por silicio, uno de los materiales más abundantes de la tierra y más económicos.

Por su parte el azufre ofrece cualidades como su su nula toxicidad, y también su aportación a la reducción de costes. Al mismo tiempo ofrece una gran capacidad para almacenar litio, hasta 10 veces más que las aleaciones metálicas de óxidos o fosfatos de níquel, manganeso, hierro o el contaminante cobalto que llevan algunas baterías.

De momento esta prometedora tecnología todavía tiene que superar algunos desafíos a nivel tecnológico. Aspectos como el aislamiento inherente de azufre (5 × 10-30 S cm-1) y alta solubilidad de los intermedios de polisulfuro, que causan comúnmente una gran pérdida del material activo, y que son los causantes de la baja ciclabilidad.

Gracias Luis por la ayuda.

Relacionadas | Baterías de azufre-silicio. Nuevos métodos de fabricación con costes competitivos

Vía | Greencarcongress

 

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18 comentarios en “Una nueva batería de azufre-silicio sobre grafeno muestra unos resultados prometedores”

  1. Aunque tenga sentido destacar en la noticia la presencia de silicio en el ánodo, entiendo que la batería es de litio-azufre, no silicio-azufre.

    Por otro lado, no entiendo muy bien lo que se dice al final del reto del aislamiento del azufre, si por otro lado se habla de ese aceptable ciclado (más del 80% de la carga original sobre 500 ciclos en una potencial batería 3 veces más densa que ion-litio, que sería entonces como 1500 de litio).

    ¿No será que el reto está en una fabricación económica y realista de estas prometedoras características de laboratorio?

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      • El aislamiento del azufre se refiere a la baja conductividad del mismo.
        La batería es de litio como se dice en el artículo, pero lo interesante es que contenga tanto azufre como silicio en los electrodos.

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  2. a los 500 ciclos una pérdida del 12.5% no está mal, pero seguro mejorable. Si se consiguiera algo así pero con 1000 ciclos ya hablaríamos de baterías que aguantarían nuevas (ya que sería el margen) a los 400mil kilómetros (para mi 20 años conduciendo), vamos toda la vida útil del coche, aunque un eléctrico podría llegar al millón de kilómetros. Esto también si los eléctricos consiguen unas vidas más largas esto también será un ahorro de energía importante.

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    • Hace unos años en la facultad nos dijeron una cosa que no se me olvidará. No recuerdo los números exactos pero era algo así: «Si en España se forman cada año unos 20.000 nuevos ingenieros informáticos , debido a la diferencia de población en china se generan unos 200.000». Aplica eso al campo de la investigación y verás que antes o después los chinos van a sacar algo interesante si o si.

      Saludos.

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      • Vale, esperaré sentado. Mi experiencia con el producto chino (gama «cara» incluida) no es como para repetir….y eso sólo cuando copian material…..paso del diseño chino, pero es mi opinión personal. (y tampoco me fio de que el gobierno chino no meta «cosas» en sus productos ¿ejemplo? Buscar Red Flag Linux)

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        • Cierto, merjo cómprate un BQ que está fabricado en España o un iPhone que está fabricado en usa y además no tiene software espía de la BSA.

          Ah, por supuesto la ropa de Zara que al igual q los BQ también está fabricada en España

          Y para casa cómprate una tv samsung que seguro que está fabricada en Corea.

          En fin, como decía mi abuela… no hay más ciego que el que no quiere ver.

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  3. Cuando se habla de una publicación lo normal es citarla para poder acceder a ella.
    La he intentados buscar… pero hay mas de 1000 artículos del 2016 sobre baterias de Silicio Azufre y grafeno. Casi todos chinos. Es como buscar una aguja en un pajar.

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    • Bin Li, Songmei Li, Jingjing Xu and Shubin Yang (2016) “A new configured lithiated silicon-sulfur battery built on 3D graphene with superior electrochemical performances” Energy Environ. Sci. doi: 10.1039/C6EE01019A

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  4. He leido anteriormente el articulo en la web Greencarscongress y esta celda en cuestión pinta pero que muy bien, para smartphones sería una autentica revolución y para coches tal vez se quedara corta por esos 500 ciclos aunque en el post no dicen ni pio a que tasa de descarga se han echo las pruebas «me imagino que baja ya que no lo dicen». Pero como siempre tienen que haber peros por algún sitio pues no dicen nada de cuando se comercializara algún PERO tiene que haber.

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  5. Ya hay muchos laboratorios trabajando en baterías de más de 1000 Kwh/kg. Veremos cuántos tardan en poner un producto viable en la carretera. Yo apuesto que no menos de 10 años

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