Baterías de litio-azufre con cátodo de grafeno

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Un equipo de investigadores ha ideado un cátodo formado por capas tipo sándwich compuestas por azufre y grafeno que aumentaría la eficiencia y resolvería los problemas de degradación de la capacidad de las baterías de litio–azufre. 

Las baterías de litio-azufre ofrecen una densidad energética  teórica de 2600 Wh/kg más de diez veces la de las baterías de iones de litio actuales, que están entre  130 y 220 Wh/kg. Además de esta característica también destaca otras importantes propiedades como la tolerancia a la sobrecarga y la ausencia de efecto memoria.  

De forma muy básica el problema más importante que se encuentran los investigadores que trabajan con este tipo de baterías es la inestabilidad del cátodo de azufre debido al mecanismo químico del transporte del azufre que se disuelve con mucha facilidad en este proceso. Influyen además otros factores como la mala conductividad y las variaciones de volumen.

Dirigido por el Dr. Vasant Kumar de la Universidad de Cambridge y profesor Renjie Chen del Instituto de Tecnología de Beijing, un equipo de investigadores ha incluido en el cátodo una hoja de grafeno delgada, envuelta por azufre, que da como resultado una material compuesto con una excelente conductividad eléctrica y una gran flexibilidad mecánica, facilitando el transporte de electrones y adaptándose a los cambios de volumen del electrodo de azufre. Como resultado se obtiene mayor capacidad y mayor estabilidad electroquímica lo que en la práctica supone un importante avance en la tecnología de estas baterías.

bateria litio azufre-grafeno - 700

El grafeno ya ha demostrado ser eficaz cuando se aplica en otros cátodos de azufre ya que puede actuar como un “puente” para formar redes interconectadas, reduciendo así las resistencias internas de cada componente. Por lo tanto, la hibridación de grafeno y carbones microporosos podría ser un método prometedor para mejorar aún más el rendimiento electroquímico de las baterías de Li-S.

El siguiente objetivo del equipo es centrarse en la fabricación de las baterías con alta densidad energética que incorporen este cátodo híbrido, lo que implicará la adaptación de componentes electrolíticos novedosos y construir capas de protección de litio para mejorar el rendimiento electroquímico de las baterías, según declaró  Xi Kai, uno de los investigadores. 

Fuente: Green Car Congress

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