Las baterías de agua ahora se consideran una opción más segura y sostenible que las baterías de litio - Foto: Heno Hwang
Un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah en Arabia Saudita (KAUST) ha descubierto la razón clave por la que las baterías acuosas (baterías que utilizan agua como solvente) pierden rápidamente rendimiento y vida útil: las moléculas de "agua libre" causan reacciones secundarias que dañan el ánodo.
Y con sólo una pequeña cantidad de sales de sulfato baratas como el sulfato de zinc, el equipo superó eficazmente este problema, haciendo que la batería dure más de 10 veces más.
Según el equipo de investigación, el "agua libre" son moléculas de agua que no están estrechamente ligadas a otros iones de la batería. Este estado aumenta la probabilidad de que el agua reaccione con los componentes del electrodo, lo que provoca pérdida de energía y corrosión del material.
Cuando se agregan sales de sulfato, los iones de sulfato actúan como “pegamento molecular del agua”, reteniendo el agua con más fuerza en la estructura del enlace, reduciendo así en gran medida las reacciones secundarias dañinas.
"Este descubrimiento demuestra que la estructura del agua desempeña un papel clave en la química de las baterías, pero que anteriormente se había pasado por alto", dijo el profesor Husam Alshareef, investigador principal y director del Centro CREST de Energía Renovable y Tecnologías de Almacenamiento en KAUST.
Aunque la mayoría de los experimentos utilizaron sulfato de zinc, los resultados preliminares muestran que el efecto de "hidrogel" de los iones sulfato también se aplica a muchos otros ánodos metálicos. Esto abre la posibilidad de desarrollar una solución universal, sencilla y eficaz para prolongar la vida útil de toda la familia de baterías acuosas.
"Las sales de sulfato son baratas, fácilmente disponibles y químicamente estables, lo que hace que nuestra solución sea viable tanto científica como económicamente ", afirmó el investigador Yunpei Zhu, quien realizó la mayoría de los experimentos.
Las baterías acuosas se consideran ahora una alternativa más segura y sostenible a las baterías de litio para sistemas de almacenamiento de energía renovable a gran escala, como el almacenamiento de energía solar para la red eléctrica. Se prevé que el mercado mundial de baterías acuosas supere los 10 000 millones de dólares para 2030.
La investigación fue publicada en la revista Science Advances, con la participación de los profesores Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang y Mani Sarathy de KAUST.
Fuente: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm
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