Investigadores del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT, por sus siglas en inglés) de la Academia de Ciencias de China, están un paso más cerca de crear una batería viable de alto rendimiento basada en magnesio (Mg), un elemento que según informa el Servicio Geológico de los Estados Unidos es mucho más abundante que el litio.
Los investigadores publicaron sus hallazgos en Angewandte Chemie, una revista revisada por pares de la Sociedad Química Alemana el 11 de abril de 2020.
Los intentos recientes de desarrollar una batería de magnesio viable han tropezado porque los productos de descarga son aislantes, lo que dificulta la salida y ralentiza el ciclo de carga.
Los investigadores de QIBEBT encontraron que el uso de iones de cobre (“Cu+“) del cátodo en la batería aborda el problema de la acumulación de productos de descarga. A medida que la batería de Mg se descarga, Cu+ se disuelve en electrolito, intercambia químicamente con el Mg2+ , y se convierte en cobre metálico a medida que recibe electrones y forma un recubrimiento en el electrodo. Como el cobre es altamente conductor, la electricidad fluye libremente, lo que permite una alta producción de energía.
Los hallazgos del equipo mostraron un excelente rendimiento en la batería de Mg/Cu+ recientemente desarrollada. Después del acondicionamiento inicial, su batería experimental retuvo el 80% de su capacidad original después de 200 ciclos de carga / descarga. Una batería comercial típica de iones de litio tiene al menos el 80 por ciento de su capacidad original después de 1000 ciclos.
Figura 1. Al agregar un ion de cobre, la nueva batería de magnesio demuestra una mejora dramática en el rendimiento.
El profesor Cui Guanglei dijo que la batería de Mg de su equipo aún no es comercialmente viable, pero está en camino de competir con la batería de litio. “Esperamos alcanzar el hito de los 1,000 ciclos en los próximos dos años”, dijo.
El precio diario del magnesio es de aproximadamente 5,000 dólares por tonelada, aproximadamente la mitad del costo del litio. Más allá de ser más económica, las baterías a base de magnesio también serían más seguras. Las baterías de litio mal hechas pueden sobrecalentarse y explotar, creando una responsabilidad para industrias que van desde las telecomunicaciones hasta la industria aeroespacial.
El precio diario del magnesio es de aproximadamente 5,000 dólares por tonelada, aproximadamente la mitad del costo del litio.
“Tengo toda la confianza para decir que el empleo de Cu+ / Mg puede conducir a productos de batería más seguros”, dijo el profesor Cui.
El profesor Cui dijo que el próximo paso para hacer que las baterías de Cu+/Mg sean una realidad comercial será diseñarlo como una bolsa flexible. Para hacerlo, necesitarán crear una forma de gel de su solución electrolítica Cu+.
“Como podemos ver, un electrolito en gel sería adecuado para la química del cátodo conducido por Cu+“, dijo el profesor Cui.
Una vez que la batería pueda funcionar en forma de bolsa de gel, será más fácil diseñarla en las formas extrañas y, a menudo, muy delgadas que exigen los dispositivos de consumo actuales.
“El objetivo final de este estudio es comercializar la batería de metal-Mg como los dispositivos de almacenamiento de energía de próxima generación, más allá de la tecnología de iones de litio”, agrego el Prof Cui.
Noticia tomada de: Phys / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com
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