Energía en el mar: hacia las baterías de agua de mar de alto rendimiento
Los científicos desarrollan una ruta de síntesis eficiente para producir un nuevo material de ánodo codopado para baterías recargables de agua de mar
Las baterías de iones de litio han arrasado en todo el mundo gracias a sus notables propiedades. Sin embargo, la escasez y el elevado coste del litio han llevado a los investigadores a buscar tipos alternativos de baterías recargables fabricadas con materiales más abundantes, como el sodio. Un tipo especialmente prometedor de batería basada en el sodio son las baterías de agua de mar (SWB), que utilizan agua de mar como cátodo.
Los científicos desarrollan una ruta de síntesis eficiente para producir un nuevo material de ánodo codopado para baterías recargables de agua de mar
National Korea Maritime & Ocean University
Aunque las SWB son inocuas para el medio ambiente y naturalmente seguras contra el fuego, el desarrollo de materiales de ánodo de alto rendimiento a un coste razonable sigue siendo un importante cuello de botella que impide su comercialización. Los materiales tradicionales basados en el carbono son una opción atractiva y rentable, pero tienen que ser codopados con múltiples elementos, como el nitrógeno (N) y el azufre (S), para aumentar su rendimiento a la par. Por desgracia, las rutas de síntesis conocidas actualmente para el codopaje son complejas, potencialmente peligrosas y ni siquiera producen niveles de dopaje aceptables.
En un estudio reciente, un equipo de científicos de la Universidad Marítima y Oceánica de Corea, dirigido por el profesor asociado Jun Kang, ha encontrado una solución a este problema. Su artículo, disponible en línea el 22 de diciembre de 2021 y publicado en el volumen 189 de la revista Carbon el 15 de abril de 2022, describe una novedosa ruta de síntesis para obtener carbono codopado con N/S para ánodos SWB.
Denominado "plasma en líquido", su procedimiento consiste en preparar una mezcla de precursores que contienen carbono, N y S y descargar plasma en la solución. El resultado es un material con altos niveles de dopaje de N y S con una columna vertebral estructural de negro de humo. Como se demostró en varios experimentos, este material mostró un gran potencial para los SWB, como señala el Dr. Kang: "El material del ánodo codopado que preparamos mostró un notable rendimiento electroquímico en los SWB, con una vida útil de más de 1500 ciclos a una densidad de corriente de 10 A/g".
Las aplicaciones marítimas potenciales de los SWB son muchas, ya que pueden funcionar con seguridad mientras están completamente sumergidos en agua de mar. Pueden utilizarse para suministrar energía de emergencia en centrales nucleares costeras, lo que resulta difícil cuando se utilizan generadores diésel convencionales en caso de tsunami desastroso. Además, pueden instalarse en boyas para ayudar a la navegación y la pesca. Y lo que es más importante, los SWB podrían salvar literalmente vidas, como explica el Dr. Kang: "Los SWB pueden instalarse como fuente de energía para los equipos de salvamento de los barcos de pasajeros. No sólo suministrarían una mayor densidad energética que las baterías primarias convencionales, sino que también permitirían un funcionamiento estable en el agua, aumentando así las probabilidades de supervivencia."
En general, este novedoso método de síntesis de ánodos de carbono codopados podría ser la respuesta que necesitamos para que los SWB alcancen nuevas cotas.
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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