Por MINING
Investigadores de la Universidad de Stanford y de la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología han desarrollado un prototipo de batería sin ánodo y basada en zinc que utiliza materiales de bajo coste y abundantes en la naturaleza.
En un estudio publicado en la revista Nano Letters, los científicos Yunpei Zhu, Yi Cui y Husam Alshareef afirman que se inspiraron en exploraciones anteriores de baterías de litio y metal sódico “sin ánodo” y decidieron fabricar una batería en la que un cátodo rico en zinc fuera la única fuente de revestimiento de zinc sobre un colector de corriente de cobre.
Su principal objetivo era resolver un gran problema relacionado con las pilas acuosas de zinc exploradas anteriormente. El problema era que, aunque las baterías de zinc proporcionaban seguridad y alta densidad energética en comparación con otras baterías, requerían ánodos de zinc muy densos, que contienen grandes cantidades del metal y, por tanto, eran más costosos.
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En su prototipo, sin embargo, el equipo de investigadores utilizó un cátodo de dióxido de manganeso que preintercalaron con iones de zinc, una solución acuosa de electrolito de trifluorometanosulfonato de zinc y un colector de corriente formado por una lámina de cobre. Durante la carga, el zinc metálico se deposita en la lámina de cobre, y durante la descarga el metal se desprende, liberando electrones que alimentan la batería.
Para evitar la formación de dendritas, los expertos recubrieron el colector de corriente de cobre con una capa de nanodiscos de carbono. Esta capa fomentaba el revestimiento uniforme de zinc, evitando así las dendritas, y también aumentaba la eficacia del revestimiento y la eliminación del zinc.
En su artículo, Zhu Cui y Alshareef informan de que la batería mostró una alta eficiencia, densidad energética y estabilidad, conservando el 62,8% de su capacidad de almacenamiento tras 80 ciclos de carga y descarga. Por tanto, creen que su diseño de batería sin ánodo proporciona nuevas direcciones para el uso de baterías acuosas de zinc en sistemas de almacenamiento de energía.
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