¿Agua para beber? No, agua para las pilas

Imagina no tener batería durante tres horas

03.11.2022 - Corea, República de

¿Podemos sobrevivir tres minutos sin aire o tres días sin agua? ¿Y sin baterías? Las baterías de iones de litio, ligeras y de gran capacidad, se utilizan mucho en los teléfonos móviles, los ordenadores portátiles y otras necesidades del mundo actual. Sin embargo, los electrolitos orgánicos de las baterías de iones de litio convencionales son muy inflamables, lo que puede provocar incendios o explosiones mortales. Como las baterías de iones de litio se utilizan mucho en nuestras vidas, estos accidentes pueden causar daños directos a los usuarios, lo que ha llevado a demandar un sistema de baterías más seguro.

POSTECH

Diagrama esquemático de una pila de zinc acuosa estabilizada por una capa polimérica protectora.

El profesor Soojin Park y Gyujin Song (becario postdoctoral) del Departamento de Química y el doctorando Sangyeop Lee de la División de Ciencia de Materiales Avanzados de POSTECH desarrollaron conjuntamente una pila acuosa estable de iones de zinc que utiliza agua como electrolito. Emplearon una capa protectora de polímero para evitar la corrosión del electrodo y aumentar la estabilidad del ánodo de zinc, mejorando la estabilidad electroquímica de la pila acuosa de iones de zinc.

El electrolito basado en disolventes orgánicos, que sirve de medio para que los iones se muevan dentro del sistema típico de las pilas, es intrínsecamente inflamable, lo que supone un riesgo de explosión o incendio. Para solucionar este problema, se están desarrollando baterías de electrolito acuoso como sustitutos prometedores. Sin embargo, la menor reversibilidad del ánodo de zinc en los electrolitos acuosos, provocada por las dendritas de zinc y las reacciones laterales de la superficie, ha impedido el uso de las pilas de iones de zinc.

El equipo de investigación de POSTECH desarrolló un ánodo de zinc revestido con una capa protectora multifuncional utilizando un copolímero en bloque. Esta nueva capa de polímero es elástica y estirable, soportando la expansión de volumen durante la carga y descarga de la batería.

Se ha comprobado que la capa protectora de polímero induce una distribución homogénea de los iones y suprime el crecimiento dendrítico, lo que contribuye a una larga vida útil del ánodo de zinc. La fina capa también mejora la estabilidad del electrodo al suprimir las reacciones químicas/electroquímicas innecesarias del electrolito en la superficie del electrodo.

Además, los investigadores revelaron el movimiento de los iones de zinc en la capa de recubrimiento mediante el análisis de espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo (TOF-SIMS). La obtención de imágenes de los movimientos de los iones de zinc, que no se consiguió en estudios anteriores, promete nuevas investigaciones sobre las propiedades superficiales de los ánodos de las pilas.

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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