Los cátodos amorfos de V₂CTx MXene permiten crear baterías acuosas de iones de zinc de alto rendimiento
"Este enfoque podría abrir nuevas vías para diseñar materiales para baterías de alta velocidad y larga duración"
Científicos chinos han creado un material catódico de alto rendimiento para baterías de iones de zinc convirtiendo cuidadosamente un material de MXene en capas en una forma amorfa. El nuevo material, denominado V2CTx amorfo (a-V2CTx), presenta notables mejoras en la capacidad, velocidad de carga y durabilidad de las baterías.
"Las baterías de iones de zinc son una alternativa segura y barata a las de iones de litio, pero su rendimiento se ha visto limitado por el lento movimiento de los iones y la escasa estabilidad de los materiales catódicos tradicionales", explica Guangcai Zhao, autor principal. "Descubrimos que calentando el material MXene en condiciones controladas, se podía transformar su estructura cristalina ordenada en una amorfa desordenada manteniendo intacto su armazón conductor".
Este cambio estructural crea más sitios activos para que se adhieran los iones de zinc, acelera el movimiento de los iones y eleva el estado de oxidación del vanadio, lo que permite un almacenamiento de energía más eficiente. "Como resultado, el cátodo a-V2CTx alcanza una elevada capacidad reversible de 543 mAh g-¹ a 1 A g-¹ y mantiene 494 mAh g-¹ incluso a una corriente muy alta de 30 A g-¹. También muestra una excelente estabilidad, conservando 286 mAh g-¹ después de 3000 ciclos", añade Zhao.
"Nuestra estrategia de amorfización aborda eficazmente las principales limitaciones de los cátodos basados en vanadio -lenta difusión de iones y baja conductividad- sin sacrificar la integridad estructural", afirma el autor correspondiente, Ting He. "Este método podría abrir nuevas vías para el diseño de materiales de baterías de alta velocidad y larga duración".
El equipo también demostró el potencial práctico del material ensamblando una pila de bolsa capaz de alimentar un pequeño ventilador, lo que pone de relieve su idoneidad para aplicaciones del mundo real.
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