Un nuevo tipo de batería desarrollada por científicos de la Oregon State University muestra promesa para el almacenamiento de energía sostenible, alta potencia.
Es la primera batería de todo el mundo en utilizar solamente los iones de oxonio como el portador de la carga.
La nueva batería ofrece una opción adicional para los investigadores, particularmente en el área de almacenamiento estacionario.
Almacenamiento estacionario se refiere a las baterías en un lugar permanente que almacenan la energía de la red - como la energía generada de fuentes alternativas de energía tales como turbinas de viento o celdas solares - para el uso en base de reserva o de emergencia.
El Hidronio, también conocido como H3O + es un ion positivamente cargado producido cuando se agrega un protón a una molécula de agua. Investigadores en el OSU College of Science han demostrado que los iones hidronio pueden almacenar de forma reversible en un material de electrodo que consiste en dianhidridem perilenotetracarboxílico o PTCDA.
Este material es un sólido cristalino, orgánico y molecular. La batería, creada en el Departamento de química en el estado de Oregon, usa Ácido sulfúrico diluído como el electrolito.
El estudiante graduado Xingfeng Wang fue el primer autor del estudio, que ha sido publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition, una publicación de la sociedad química alemana.
"Esto puede proporcionar una oportunidad de cambio de paradigma para baterías más sostenibles", dijo Xiulei Ji, profesor de química de la OSU y el autor de la investigación. "No usa litio, sodio ni potasio para llevar la carga y sólo utiliza ácido como electrólito. Hay una gran abundancia natural de ácido por lo que es altamente renovable y sostenible".
Ji recuerda que hasta ahora, los cationes - iones con carga positiva- que se han utilizado en las baterías han sido metales alcalinos, metales alcalinotérreos o aluminio.
"No hay cationes no metálicos que estuvieran siendo considerados seriamente para baterías," él dijo.
El estudio observó una gran dilatación de la estructura del enrejado PTCDA durante la intercalación - el proceso de su recepción iones entre las capas de su estructura. Eso significaba que el electrodo se está cargando, y la estructura del PTCDA se ha ampliado, mediante iones de hidronio, en lugar de protones extremadamente pequeños, que ya se utilizan en algunas baterías.
"Los sólidos orgánicos no se contemplan por lo general como materiales de electrodo cristalino, pero muchos son muy cristalinos, dispuestos en una estructura muy ordenada,", dijo Ji. "Este material PTCDA tiene mucho espacio interno entre sus componentes moleculares por lo que proporciona una oportunidad para el almacenamiento de iones grandes y buena capacidad".
Los iones de hidronio también migran a través de la estructura del electrodo con relativamente baja "fricción", que se traduce en alta potencia.
"No va a alimentar autos eléctricos", dijo Ji. "Pero proporciona una oportunidad para que investigadores de batería puedan ir en una nueva dirección en busca de nuevas alternativas para el almacenamiento de energía, particularmente para la red fija de almacenamiento".
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