Los retos y perspectivas de las baterías de dióxido de CO2 de litio

Los retos y perspectivas de las baterías de dióxido de CO2 de litio


08/04/2022

(Noticias de Nanowerk) La batería de dióxido de carbono de litio es un dispositivo emergente de almacenamiento y conversión de energía. Aunque el desarrollo de estas baterías aún está en sus inicios, los científicos deben comprender completamente los problemas críticos que deben superarse para que estas baterías alcancen su potencial como nuevos dispositivos de almacenamiento de energía.

Un equipo de investigación interdisciplinario ha estado investigando el litio CO2 Baterías para comprender mejor los desafíos y las perspectivas de estos dispositivos. El equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Adelaide, Australia, publicó su trabajo en la revista energía de investigación nano («Desafíos y perspectivas del litio-CO2 pilas»).

Dado que el dióxido de carbono desempeña un papel clave en los ciclos de temperatura global, los investigadores han centrado su atención en la captura y el almacenamiento de carbono. Litio CO2 Las baterías ofrecen una opción intrigante no solo para convertir el dióxido de carbono residual en productos de valor agregado, sino también para almacenar electricidad a partir de fuentes de energía renovable. Representación esquemática del concepto de baterías Li-CO2 para almacenamiento de energía de alta eficiencia y fijación de CO2 Representación esquemática del concepto de Li-CO2 Baterías para almacenamiento de energía altamente eficiente y CO2 fijación. (© Energía de Investigación Nano)

En comparación con otros metales CO2 Baterías, como las de sodio CO2 y zinc CO2 Baterías, Litio CO2 Las baterías son mucho más prometedoras, no solo en términos de proporcionar el voltaje operativo y la densidad de energía más altos, sino también para su uso potencial en la industria aeroespacial, donde los materiales livianos son muy deseables. Mientras que el litio CO2 Las baterías son prometedoras, pero también enfrentan enormes obstáculos debido al dióxido de carbono.

El equipo reunió a especialistas de diferentes áreas para abordar los temas desde una perspectiva interdisciplinaria. Se propusieron estudiar los problemas que enfrentan los componentes críticos de la batería, incluidos el electrodo, la interfaz y el electrolito. El equipo también propuso estrategias para abordar estos problemas problemáticos. Su objetivo es proporcionar un contexto para futuras investigaciones sobre sistemas de baterías de dióxido de carbono recargables y reversibles basados ​​en metales alcalinos.

«Específicamente, encontramos que la comprensión básica del mecanismo electroquímico sigue siendo controvertida, el rendimiento de alta velocidad está lejos de ser satisfactorio para la aplicación práctica debido a la falta de electrocatalizadores eficientes», dijo Zaiping Guo, profesor de la Escuela de Ingeniería Química y Materiales Avanzados, Universidad de Adelaida.

Sus hallazgos pueden ayudar a otros investigadores y partes interesadas a comprender mejor estas baterías y ubicar su investigación en un contexto procesable.

“A pesar de los desafíos, tenemos que decir que con esfuerzos continuos, Li-CO práctico2 Baterías con CO de alta eficiencia2 La fijación y el almacenamiento de alta energía son factibles», dijo Guo.

El equipo espera que su descripción general de los desafíos y las perspectivas de las baterías de dióxido de carbono y litio inspire ideas innovadoras sobre baterías y catálisis, y brinde las pautas que los investigadores necesitan para desarrollar otros dispositivos importantes de almacenamiento de energía de metal y gas.

De cara a futuros estudios, el equipo explorará ideas para un catalizador eficiente. «La principal preocupación de una batería de dióxido de carbono y litio radica en la cinética lenta de las reacciones de los electrodos, por lo que el siguiente paso en el desarrollo del dióxido de carbono y litio es buscar un catalizador eficiente que pueda mejorar las reacciones de los electrodos durante la carga y descarga de la batería», dijo Guo.

Más allá de las aplicaciones de las baterías aquí en la Tierra, el equipo ve un potencial de largo alcance en entornos más extremos. con CO2 como material de cátodo, permite que el sistema de energía ofrezca ventajas únicas en la exploración aeroespacial, como en Marte, donde está presente el CO2 Concentración de hasta 96 por ciento en la atmósfera.

“No hay duda de que todavía queda un largo camino por recorrer y se necesita más investigación y una mejor comprensión fundamental del Li-CO de alta densidad de energía.2 Las baterías requieren una investigación multidisciplinaria e intersectorial que va desde la ingeniería química hasta la ciencia de los materiales, la electroquímica y la nanotecnología”, dijo Guo.



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