Investigadores de Bayreuth trabajan en un sustituto asequible de las baterías de iones de litio
"A largo plazo, los resultados de nuestra investigación pueden hacer más asequibles los vehículos eléctricos de gama media"
El Dr. Qingsong Wang, de la Universidad de Bayreuth, impulsa la investigación de las baterías de iones de sodio como alternativa rentable y sostenible a las de iones de litio. En el marco de un equipo internacional de investigadores, ha desarrollado una batería de larga vida útil y alta energía. Los resultados se han publicado ahora en Nature Energy.
La creciente demanda de almacenamiento de energía está impulsando la investigación y el desarrollo en tecnología de baterías. La batería de iones de sodio es un sustituto fiable y asequible de las de iones de litio. La fácil accesibilidad y disponibilidad del sodio hace que las baterías de iones de sodio sean más atractivas y competitivas. Utilizando elementos que abundan en la Tierra y ajustando el crecimiento de fase del cátodo de óxido estratificado, se ha desarrollado y validado una batería de iones de sodio de ciclo largo y alta energía a 165 Wh/Kg con la colaboración del Dr. Qingsong Wang, jefe de grupo junior de la Cátedra de Materiales Activos Inorgánicos para Almacenamiento Electroquímico de Energía. "Nuestro resultado demuestra que las baterías de iones de sodio son aún más rentables y sostenibles a escala industrial que las convencionales de iones de litio, basadas en la química del fosfato de hierro", afirma Wang.
En el estudio, publicado ahora en Nature Energy por un equipo de científicos de las universidades de Bayreuth (Alemania), Xiamen (China), Shenzhen (China), el Laboratorio Nacional de Argón (EE.UU.) y el Instituto de Física de la Academia China de Ciencias de Pekín (China), se demuestra que la estructura de intercrecimiento puede adaptarse controlando la profundidad de carga. Esto permite que un estado de apilamiento de tipo prismático se inserte uniformemente entre los estados de apilamiento de tipo octaédrico. Esto ayuda a evitar fallos de apilamiento vecinos de tipo octaédrico.
Los tipos octaédrico y prismático se refieren a la disposición geométrica de los átomos o iones en una red cristalina. De tipo octaédrico significa que los átomos o iones de un cristal están dispuestos en una disposición que se asemeja a un octaedro. El tipo prismático se refiere a una disposición que se asemeja a un prisma.
"Nuestra investigación consiste en analizar la reacción redox del oxígeno aniónico como potenciador energético del óxido estratificado para el cátodo de iones de sodio", explica Wang. "Es importante desarrollar una estrategia para que esta reacción sea reversible y estable. A largo plazo, los resultados de nuestra investigación pueden hacer que los vehículos eléctricos de gama media sean más asequibles, ya que las baterías para ellos podrán producirse de forma más barata y con una vida útil más larga."
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Publicación original
Xiaotong Wang, Qinghua Zhang, Chen Zhao, Haifeng Li, Baodan Zhang, Guifan Zeng, Yonglin Tang, Zhongyuan Huang, Inhui Hwang, Haitang Zhang, Shiyuan Zhou, Yongfu Qiu, Yinguo Xiao, Jordi Cabana, Cheng-Jun Sun, Khalil Amine, Yang Sun, Qingsong Wang, Gui-Liang Xu, Lin Gu, Yu Qiao, Shi-Gang Sun; "Achieving a high-performance sodium-ion pouch cell by regulating intergrowth structures in a layered oxide cathode with anionic redox"; Nature Energy, 2024-1-11
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