Representación esquemática de a) El proceso de síntesis de CPM y b) su vía de reacción catalítica en una batería Li -Co2. Crédito: Ciencia avanzada (2025). Doi: 10.1002/advs.202502553
Los científicos de la Universidad de Surrey han hecho un avance en las baterías ecológicas que no solo almacenan más energía, sino que también podrían ayudar a abordar las emisiones de gases de efecto invernadero. Las baterías de “respiración” de litio-CO2 liberan potencia mientras capturan dióxido de carbono, ofreciendo una alternativa más verde que algún día puede superar a las baterías de iones de litio de hoy.
Hasta ahora, las baterías de litio-Co2 han enfrentado contratiempos en la eficiencia, aliviarse rápidamente, no recargarse y depender de materiales raros caros como el platino.
Sin embargo, los investigadores de Surrey han encontrado una manera de superar estos problemas mediante el uso de un catalizador de bajo costo llamado fosfomolibdato de cesio (CPM). Utilizando el modelado por computadora y los experimentos de laboratorio, las pruebas mostraron que este simple cambio permitió que la batería almacenara significativamente más energía, cargue con mucha menos potencia y funcione por más de 100 ciclos.
El estudio, publicado en Advanced Science, marca un paso prometedor hacia las aplicaciones del mundo real. Si se comercializan, estas baterías podrían ayudar a reducir las emisiones de vehículos y fuentes industriales, y los científicos incluso imaginan que podrían operar en Marte, donde la atmósfera es del 95% de CO2.
El Dr. Siddharth Gadkari, profesor de ingeniería de procesos químicos en la Universidad de Surrey, y el autor correspondiente del estudio, dijo: “Existe una creciente necesidad de soluciones de almacenamiento de energía que respalde nuestro impulso hacia la energía renovable al tiempo que aborda la creciente amenaza del cambio climático. Nuestro trabajo en las baterías de Lithium-Co2 es un potencial de juego en el juego al hacer que esa visión sea una realidad.
“Uno de los mayores desafíos con estas baterías es algo llamado ‘sobrepotencial’: la energía adicional necesaria para poner en marcha la reacción. Puede pensar en ello como el ciclismo cuesta arriba antes de poder costar. Lo que hemos demostrado es que CPM aplana esa colina, lo que significa que la batería pierde mucho menos energía durante cada carga y descarga”.
Para comprender por qué el CPM funcionó tan bien, los equipos de la Escuela de Química e Ingeniería Química de Surrey y el Avanzado Instituto de Tecnología utilizaron dos enfoques.
Primero, desmantelaron la batería después de cargar y descargar para estudiar los cambios químicos en el interior. Estas pruebas post mortem encontraron que el carbonato de litio, el compuesto formado cuando la batería absorbe CO2, podría construirse y eliminarse de manera confiable, una característica esencial para el uso a largo plazo.
Luego recurrieron al modelado de la computadora utilizando la teoría funcional de densidad (DFT), que permite a los investigadores explorar cómo se desarrollan las reacciones en la superficie del material. Los resultados mostraron cómo la estructura porosa estable del CPM ofrecía la superficie ideal para reacciones químicas clave.
El Dr. Daniel Commandeur, futuro miembro de la Universidad de Surrey y el autor correspondiente del estudio, dijo: “Lo emocionante de este descubrimiento es que combina un rendimiento fuerte con simplicidad. Hemos demostrado que es posible construir baterías de litio y litio eficientes utilizando materiales asequibles y escalables, no se requieren metales raros. Nuestros hallazgos también abren la puerta al designación incluso mejor catalizaciones en el futuro”.
El Discovery abre nuevas puertas para desarrollar materiales de batería fáciles de bajo costo y fáciles de hacer. Con más investigación sobre cómo estos catalizadores interactúan con electrodos y electrolitos, las baterías de litio -CO2 podrían convertirse en una forma práctica y escalable de almacenar energía limpia, mientras ayudan a reducir el carbono en la atmósfera.
Más información: Mahsa Masoudi et al, Ultralow sobrepotencial en baterías recargables de Li -Co2 habilitadas por fosfomolibdato de cesio como un catalizador redox efectivo, ciencia avanzada (2025). Doi: 10.1002/advs.202502553
Proporcionado por la Universidad de Surrey
Cita: El avance ecológico acerca las baterías de ‘respiración’ más cerca de la realidad (2025, 20 de mayo) Recuperado el 20 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05 -cO-friendly–Advance-Batteries-Closa.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
