Baterías de litio-azufre: eliminación de cuellos de botella – CleanTechnica

Baterías de litio-azufre: eliminación de cuellos de botella – CleanTechnica


El almacenamiento de energía en las baterías de litio-azufre es potencialmente mayor que el de las baterías de iones de litio, pero se ven obstaculizadas por su corta vida útil. Investigadores de la Universidad de Uppsala en Suecia ahora han identificado los mayores cuellos de botella de rendimiento.

Las baterías de litio-azufre ocupan un lugar destacado en la lista de deseos para futuras baterías porque están hechas de materiales más baratos y más ecológicos que las baterías de iones de litio. También tienen una mayor capacidad de almacenamiento de energía y funcionan bien a temperaturas mucho más bajas. Sin embargo, sufren de vidas cortas y pérdida de energía. Un artículo que acaba de aparecer en la revista. química por un grupo de investigación de la Universidad de Uppsala ahora ha identificado los procesos que limitan el rendimiento de los electrodos de azufre, lo que a su vez reduce la corriente que se puede entregar. Se forman diferentes materiales durante los ciclos de descarga/carga, causando diferentes problemas. Una escasez local de litio a menudo provoca una escasez.

“Aprender sobre los problemas nos permite desarrollar nuevas estrategias y materiales para mejorar el rendimiento de la batería. Es necesario identificar los cuellos de botella reales para dar los siguientes pasos. Este es un gran desafío de investigación en un sistema tan complejo como el litio-azufre”, dice Daniel Brandell, profesor de química de materiales en la Universidad de Uppsala, que trabaja en el Centro de baterías avanzadas de Ångström.

El estudio combinó diferentes técnicas de dispersión de radiación: los análisis de rayos X se llevaron a cabo en Uppsala, Suecia, y los resultados de neutrones provinieron de una importante instalación de investigación, el Institut Laue Langevin, en Grenoble, Francia.

«El estudio muestra lo importante que es utilizar estas infraestructuras para abordar los problemas de la ciencia de los materiales», dice el profesor Adrian Rennie. “Estos instrumentos son costosos pero necesarios para comprender sistemas complejos como estas baterías. Muchas reacciones diferentes están ocurriendo simultáneamente y los materiales se forman y pueden desaparecer rápidamente durante la operación”.

El estudio se llevó a cabo como parte de una cooperación con Scania CV AB.

“La energía eléctrica es necesaria para el negocio de los camiones pesados ​​y no solo para los vehículos personales. Deben mantenerse al día con los desarrollos de una serie de baterías diferentes que pronto podrían volverse muy relevantes”, dice Daniel Brandell.

Yu-Chuan Chien, Matthew J. Lacey, Nina-Juliane Steinke, Daniel Brandell, Adrian R. Rennie (2022) Correlaciones entre reacciones de precipitación y rendimiento electroquímico de baterías de litio-azufre estudiadas mediante técnicas de dispersión de operando, Chem, DOI: 10.1016/ j .chempr.2022.03.001

Reeditado por la Universidad de Uppsala


 

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