Investigadores de la Universidad japonesa de Tohoku han demostrado la viabilidad de sintetizar materiales de electrodos para baterías de iones de litio utilizando elementos poco costosos.
En un artículo publicado en la revista ACS Applied Energy Materials, los científicos afirman que, si se sigue explorando, este método podría reducir la actual dependencia de metales como el cobalto y el níquel.
Los investigadores explican que el cobalto y el níquel forman una estructura cristalina adecuada para los materiales del cátodo, componente clave de las LIB. En estos materiales, el litio se extrae/inserta fácilmente y de forma reversible.
Sin embargo, el objetivo actual es encontrar elementos baratos que puedan incorporarse a la estructura cristalina.
Con este objetivo en mente, el equipo de Tohoku decidió aprovechar la ganancia de energía de la «entropía configuracional» -el estado de aleatoriedad de un material- y amplió la solubilidad de los elementos constitutivos, sintetizando materiales de electrodos de nueva composición: LiCr1/4Mn1/4Co1/4Ni1/4O2 y LiCr1/5Mn1/5Fe1/5Co1/5Ni1/5O2. De este modo, se redujo considerablemente el uso de cobalto y níquel.
«Nuestro enfoque desbloquea el potencial de otros elementos no utilizados y nos permitirá optimizar las propiedades de múltiples electrodos simultáneamente gracias a los diseños flexibles de los materiales», dijo el investigador principal, Tetsu Ichitsubo, en un comunicado de prensa.
Ichitsubo y su grupo también aclararon los mecanismos de degradación que afectan al ciclo de la batería con estos nuevos materiales. En su opinión, esto servirá de guía para desarrollar nuevos componentes de alto rendimiento utilizando la estrategia de alta entropía.
Afirman que, si bien la ciclabilidad y la capacidad no se corresponden con las de las BIBs convencionales en la actualidad, la capacidad de sintetizar nuevos materiales de electrodos abre nuevas vías de investigación sobre las BIBs.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
Fuente: World Energy Trade