Primera batería de dióxido de carbono completamente recargable con neutralidad de carbono

Las baterías de litio-dióxido de carbono son atractivos sistemas de almacenamiento de energía porque tienen una densidad de energía específica que es más de siete veces mayor que las baterías de iones de litio de uso común. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no han podido desarrollar un prototipo completamente recargable, a pesar de su potencial para almacenar más energía.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago son los primeros en demostrar que las baterías de dióxido de carbono y litio pueden diseñarse para funcionar de forma totalmente recargable, y han probado con éxito un prototipo de batería de dióxido de carbono y litio que funciona con hasta 500 ciclos consecutivos de carga. / procesos de recarga.

Sus hallazgos se publican en la revista Materiales avanzados.

“Las baterías de litio-dióxido de carbono han sido atractivas durante mucho tiempo, pero en la práctica, no hemos podido conseguir una que sea verdaderamente eficiente hasta ahora”, dijo Amin Salehi-Khojin, profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial en la Facultad de UIC. Ingenieria.

Tradicionalmente, cuando una batería de litio-dióxido de carbono se descarga, produce carbonato de litio y carbono. El carbonato de litio se recicla durante la fase de carga, pero el carbono simplemente se acumula en el catalizador, lo que finalmente conduce a la falla de la batería.

“La acumulación de carbono no solo bloquea los sitios activos del catalizador y evita la difusión de dióxido de carbono, sino que también desencadena la descomposición de electrolitos en un estado cargado”, dijo Alireza Ahmadiparidari, primera autora del artículo y estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UIC.

Salehi-Khojin y sus colegas utilizaron nuevos materiales en su batería experimental de dióxido de carbono para fomentar el reciclaje completo tanto del carbonato de litio como del carbono. Utilizaron disulfuro de molibdeno como catalizador de cátodo combinado con un electrolito híbrido para ayudar a incorporar carbono en el proceso de ciclo.

Específicamente, su combinación de materiales produce un solo compuesto de productos multicomponente en lugar de productos separados, lo que hace que el reciclaje sea más eficiente.

“Nuestra combinación única de materiales ayuda a fabricar la primera batería de dióxido de carbono de litio y carbono neutral con mucha más eficiencia y ciclo de vida más duradero, lo que permitirá su uso en sistemas avanzados de almacenamiento de energía”, dijo Salehi-Khojin.