Científicos japoneses han desarrollado una nueva batería de litio-azufre utilizando óxido de titanio y nitruro de titanio para evitar la formación de polisulfuros durante el proceso de fabricación. Esto permite que la batería conserve el 85% de su capacidad tras 500 ciclos a 2 C.
Uno de los principales problemas de las baterías de litio-azufre (Li-S) es que no pueden recargarse suficientes veces para que sean comercialmente viables. Esto se debe a la formación de polisulfuros de litio durante el proceso de fabricación y es la razón del rápido deterioro de su capacidad.
Científicos de la Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en Japón, afirman haber superado este problema utilizando dos nuevos materiales: el óxido de titanio (TiO2) y el nitruro de titanio (TiN).
Durante la fabricación de una batería de litio-azufre, el litio siempre reacciona con el azufre, dijeron, y señalaron que inicialmente esta combinación produce polisulfuro de litio, que puede disolverse fácilmente en polisulfuros y afectar negativamente al rendimiento del dispositivo. Para mejorar las baterías, el polisulfuro de litio debe empezar a transformar inmediatamente el producto final en sulfuro de litio (Li2S) o persulfuro de litio (Li2S2).
En la nueva configuración de la batería, el uso de TiO2 está diseñado para absorber los polisulfuros no deseados, mientras que el TiN acelera el proceso de absorción. Los científicos desarrollaron la batería de mejor rendimiento recubriendo una estructura de nanotubos de carbono (CNT) con 10 nm de TiN y 5 nm de TiO2 y adoptando un postratamiento de recocido, lo que dio lugar a una heteroestructura uniforme de TiN-TiO2 con una gran capacidad catalítica.
“La batería de litio-azufre correspondiente muestra un rendimiento electroquímico mejorado con una elevada capacidad específica de 1289 mAh g-1 a 1 C y una retención de la capacidad del 85% tras 500 ciclos a 2 C”, declararon los científicos japoneses.
Este rendimiento se traduce en tiempos de carga más cortos, mayor duración entre cargas y mayor vida útil en general, afirmaron. Describieron su batería y el proceso de fabricación correspondiente en “Long-life lithium-sulfur batteries with high areal capacity based on coaxial CNTs@TiN-TiO2 sponge“, publicado recientemente en Nature Communications.
La Universidad de Maryland y el Laboratorio Nacional de Argonne también han investigado recientemente el tema del polisulfuro para las baterías de azufre-litio.
Noticia tomada de: pv magazine / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
Te puede interesar:
- Un nuevo y extraordinario material convierte el calor residual en energía
- La gigafactory de Tesla en Berlín se enfrenta a otro revés
- Novedosa batería de hidrógeno puede alimentar un hogar promedio durante dos días
