20.04.2020 - Dalian Institute of Chemical Physics

Los científicos desarrollan baterías de alto rendimiento de litio y azufre

Recientemente, los grupos de investigación dirigidos por los profesores LIU Jian y WU Zhongshuai del Instituto Dalian de Física Química (DICP) de la Academia China de Ciencias han desarrollado esferas de carbono mesoporoso decoradas con Fe1-xS como nanorreactor, que pueden aplicarse como cátodo de batería de litio y azufre. El nanorreactor mostró una excelente actividad catalítica de polisulfuro y estabilidad cíclica. El estudio se publicó en Advanced Energy Materials.

Las baterías de litio-azufre tienen una alta densidad de energía teórica de 2600 Wh kg-1 y una capacidad teórica de 1675 mAh g-1. Son prometedoras como batería de alta energía.

Sin embargo, la dinámica de la reacción de conversión lenta del azufre en el proceso de carga y descarga da lugar a una baja tasa de utilización del azufre y a un grave efecto de trasbordo. Esto causa además una baja capacidad y estabilidad de las baterías de litio y azufre.

Por lo tanto, se desea un sistema electrocatalítico razonablemente diseñado, para que la transformación catalítica del polisulfuro pueda realizarse de manera eficiente y constante bajo una alta carga de azufre, lo que resulta en una alta estabilidad cíclica de la batería de litio y azufre.

En el estudio actual, los investigadores diseñaron un nanorreactor de carbono mesoporoso decorado con nanopartículas electrocatalizadoras de Fe1-xS altamente dispersas (Fe1-xS-NC), y lo aplicaron como cátodo de batería de litio y azufre para una alta actividad catalítica y una alta carga de azufre.

El nanorreactor se caracteriza por su baja densidad de masa, su alta porosidad y su electrocatalizador altamente disperso, lo que mejora significativamente la capacidad de adsorción y conversión catalítica de los polisulfuros.

Los investigadores descubrieron que prácticamente no había decadencia en la capacidad de Fe1-xS-NC a partir de un valor inicial de 1070 mAh g-1 después de 200 ciclos y bajo una densidad de corriente de 0,5 C.

"La estrategia de diseño del nanorreactor proporciona un nuevo protocolo para la construcción de baterías recargables de alta capacidad y ciclo largo", dijo el profesor LIU. "También abrirá una vía para el diseño de baterías de Li-metal más seguras y de alta densidad energética", añadió el Prof. WU.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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