De momento, el litio sigue siendo el material más empleado para el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía. Muchas son las ventajas que aporta, pero también cuenta con inconvenientes que los expertos quieren solventar buscando nuevas alternativas. Una investigación avanza ahora que el uso de nanoingeniería permitirá impulsar sustitutos para las baterías de litio.
Baterías de iones de sodio (SIB), baterías de iones de potasio (PIB), baterías de iones de zinc (ZIB) y baterías de iones de aluminio (AIB) son las principales alternativas al uso de baterías de iones de litio (LIB) como sistema de almacenamiento a gran escala.
Estas opciones resultan eficaces por su potencial redox y por su densidad de energía, pero no tanto en lo que al desarrollo de materiales de electrodo adecuados.
“Las baterías con materiales más allá de los iones de litio son candidatas prometedoras para aplicaciones de almacenamiento de energía de alta densidad, bajo costo y a gran escala. Sin embargo, el principal desafío radica en el desarrollo de materiales de electrodo adecuados”, explica el Profesor Wang, Director del Centro de Tecnología de Energía Limpia de la UTS.
Nanoingeniría para sustituir las baterías de litio
Una nueva investigación dirigida por el profesor Guoxiu Wang de la Universidad de Tecnología de Sydney, y publicada en Nature Communications, describe una estrategia que utiliza una ingeniería especial sobre un nanomaterial de grafeno 2D para producir un nuevo tipo de cátodo. Dicha ingeniería implica el proceso de ajustar las propiedades de un material alterando sus atributos mecánicos o estructurales.
“Cuando se aplicaron como cátodos en baterías de iones K+, logramos una alta capacidad específica de 160 mA h g-1 y una gran densidad de energía de ~570 W h kg-1, presentando el mejor rendimiento reportado hasta la fecha”, explica Wang. “Además, la heteroestructura multicapa 2D preparada puede extenderse también como cátodos para baterías de alto rendimiento de Na+, Zn2+ y Al3+-ion”, prosigue.
“La estrategia de esta nueva ingeniería podría extenderse a muchos otros nanomateriales para el diseño racional de materiales de electrodos, hacia aplicaciones de almacenamiento de alta energía más allá de la química de iones de litio”.
