Avance decisivo en la producción de pilas: se sientan las bases de una tecnología de pilas sostenible
Almacenamiento y aprovechamiento de la energía con cátodos innovadores a base de azufre
Los vehículos eléctricos y los dispositivos electrónicos portátiles, como ordenadores portátiles y teléfonos móviles, son impensables sin baterías de iones de litio. El problema: para los cátodos de estas baterías se suelen utilizar materiales muy tóxicos, como el cobalto, que ponen en peligro el medio ambiente y la salud de los habitantes de los países donde se extraen. Además, las reservas de estos metales son muy limitadas.
Sostenible y potente con azufre
Un equipo de investigación de la Universidad Humboldt de Berlín (HU) ha logrado un avance decisivo en la tecnología de las pilas. El equipo, dirigido por el Prof. Dr. Michael J. Bojdys, ha desarrollado un cátodo de alto rendimiento a base de azufre. El azufre es una alternativa sostenible a los materiales utilizados habitualmente en las baterías de iones de litio porque es menos tóxico y, a diferencia del cobalto, es abundante. Sin embargo, la capacidad de almacenamiento de las baterías en las que se utiliza azufre como material catódico ha disminuido rápidamente hasta ahora. Los investigadores han logrado resolver este problema. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Angewandte Chemie.
"Nuestro desarrollo allana el camino para que los electrodos de azufre sean una alternativa viable a los cátodos convencionales basados en metales. Podría cambiar radicalmente la forma en que almacenamos y utilizamos la energía y representa un paso importante hacia un futuro más sostenible", explica el profesor Bojdys.
Resolver el problema del sulfuro mediante la química de polímeros
Hasta ahora, la movilidad del azufre en los cátodos a base de azufre provocaba la degradación de la pila, un efecto conocido como "sulphur-shuttle". En la nueva solución desarrollada, el azufre se encapsula en una red especial de polímeros microporosos que retiene las partículas de azufre. Esta tecnología no sólo aumenta el rendimiento y la vida útil de las pilas, sino que también evita el problema de la escasez de recursos.
El profesor Dr. Michael J. Bojdys es experto en materiales energéticos sostenibles y, en el marco de la iniciativa de financiación GreenCHEM del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, está contribuyendo a transformar la industria química de la región de Berlín capital combinando ciencia e industria para crear una economía circular basada en materias primas sostenibles.
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Publicación original
Guiping Li, Ye Liu, Thorsten Schultz, Moritz Exner, Ruslan Muydinov, Hui Wang, Kerstin Scheurell, Jieyang Huang, Norbert Koch, Paulina Szymoniak, Nicola Pinna, Philipp Adelhlem, Michael Janus Bojdys; "One‐pot Synthesis of High‐capacity Sulfur Cathodes via In‐situ Polymerization of a Porous Imine‐based Polymer"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-4-15
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