Así es el nuevo cátodo de estabilidad cíclica incomparable y ultracapacidad en baterías acuosas de zinc

Con esta llamativa descripción han definido los investigadores de Worldwide Universities Network su último hallazgo: un electrodo de alto rendimiento desarrollado a partir de materiales orgánicos sostenibles y de baja toxicidad.

La comunidad científica es consciente de que es importante encontrar una química que mejore las limitaciones de las baterías de litio, ya que estas presentan desafíos importantes en términos de densidad energética limitada, tiempo de carga prolongado, vida útil limitada y seguridad.

Encontrar una alternativa viable implica superar estas limitaciones y mejorar significativamente el rendimiento de las baterías en general, pero también es importante mencionar la necesidad de materiales críticos que tienen las baterías de iones de litio.

Por ejemplo, el cobalto, el níquel y el propio litio son metales que se utilizan en las celdas de las baterías de iones de litio y son considerados materiales críticos debido a su escasez, su alta demanda y su importancia en la tecnología moderna. La dependencia de estos materiales puede generar preocupaciones sobre la seguridad de suministro y su impacto ambiental en el proceso de extracción y producción.

Por lo tanto, encontrar una alternativa a las baterías de iones de litio no sólo puede mejorar su rendimiento, sino que también puede disminuir la dependencia de materiales críticos y reducir su impacto ambiental.

Por todo ello, es crucial seguir investigando y desarrollando tecnologías de almacenamiento de energía que puedan cumplir con estos requisitos y ayudar a construir un futuro más sostenible y eficiente energéticamente.

Materiales sostenibles y baratos

Los científicos de la Worldwide Universities Network están desarrollando una nueva tecnología de baterías alternativa a la de iones de litio, utilizando para ello materiales orgánicos respetuosos con el medio ambiente con el objetivo de mejorar la capacidad de almacenamiento de energía.

En concreto, el proyecto de investigación ha desarrollado materiales de electrodos conductores con cantidades muy bajas de metales tóxicos, utilizando componentes abundantes y respetuosos con el medio ambiente. También han diseñado materiales funcionales de conductores iónicos como electrolitos de estado sólido para mejorar el rendimiento electroquímico.

El resultado clave del proyecto ha sido el desarrollo de un material de electrodo orgánico de molécula pequeña llamado hexaazatriantranileno (HATA) incrustado en quinona (HATAQ), que ha mostrado potencial para producir una capacidad extra alta para el almacenamiento de iones metálicos.

Al introducir restos de quinona conjugada en el núcleo derivado de hexaazatrifenileno deficiente en electrones, HATAQ ha demostrado una alta densidad de energía y una capacidad ultra alta en baterías de iones de zinc acuosas recargables.

Las ventajas de las baterías de con electrodos orgánicos

Los materiales de electrodos orgánicos tienen muchas ventajas, como por ejemplo el bajo coste y el respeto al medio ambiente.

También contienen una gran cantidad de activos redox capaces de someterse a un proceso de transferencia de múltiples electrones a un potencial redox que, si se ajusta adecuadamente, puede conducir a una alta densidad de energía.

Para ello, los científicos están investigando el compuesto HATAQ como cátodo en otros sistemas de baterías recargables que se conocen como más seguros y económicos. Por ejemplo, los sistemas basados en sodio, zinc y otros multivalentes.

Según indican los científicos autores de la investigación, los resultados son muy prometedores y pueden tener un impacto significativo en el futuro de las tecnologías de almacenamiento de energía. Se espera que la investigación continúe para mejorar aún más el rendimiento de estas baterías y acelerar su adopción en el mercado.