Las baterías de zinc (Zn) han atraído cada vez más la atención debido a su gran capacidad volumétrica, su abundancia en la Tierra y su respeto por el medio ambiente.
Las baterías de Zn ofrecen una solución prometedora a los riesgos de seguridad y a los desafíos económicos a los que se enfrentan las baterías de iones de litio predominantes. Sin embargo, los electrolitos acuosos de Zn disponibles actualmente están lejos de ser ideales.
Las baterías acuosas de Zn luchan contra la rápida degradación del rendimiento que surge de la escasa reversibilidad de los ánodos de zinc y la disolución de los cátodos.
Es por ello que un equipo de investigación dirigido por el Prof. Cui Guanglei del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia China de Ciencias ha propuesto una nueva clase de electrolitos acuosos llamados electrolitos eutécticos hidratados para asegurar un mejor rendimiento de las baterías acuosas de Zn. El estudio se publicó en la revista Joule este primero de julio.
El nuevo electrolito acuoso fue fabricado acoplando una sal de Zn hidratada (Zn(ClO4)2-6H2O) exclusivamente con un ligando neutro (succinonitrilo, SN).
“Se reorganizan las especies de Zn catiónico y los correspondientes estados de coordinación de las moléculas de agua. El SN entra en la cáscara de disolución primaria del Zn2+, mientras que todas las moléculas de agua contribuyen a la formación de la estructura eutéctica y permanecen unidas en la esfera de coordinación del metal”, dijo el Dr. Zhao Jingwen del QIBEBT, co-autor del estudio.
Por eso el comportamiento electroquímico de los electrolitos eutécticos hidratados era diferente al de los electrolitos acuosos tradicionales.
Los electrolitos eutécticos hidratados: muy adecuados para las baterías de zinc
Tanto desde el punto de vista anódico como catódico, los electrolitos eutécticos hidratados son muy adecuados para las baterías orgánicas de Zn.
“Se sabe que los aniones de perclorato son reactivos y susceptibles de descomponerse en soluciones acuosas”, dijo Cui.
“Sin embargo, debido a la supresión de la interacción Zn2+-H2O, el anión perclorato no ideal comúnmente aceptado puede ser estabilizado en la red eutéctica”.
Gracias a las ricas interacciones intermoleculares en los electrolitos eutécticos hidratados, también se obtuvo un funcionamiento estable a baja temperatura incluso a -20°C.
El estudio ofrece una forma simple y prometedora de domar la estructura multivalente del electrolito para crear baterías acuosas recargables de larga duración.
Noticia tomada de: Phys.org / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com
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