Crédito abstracto gráfico: Joule (2025). Doi: 10.1016/j.joule.2025.102000
Los investigadores de la Universidad de Adelaida han desarrollado un nuevo electrodo seco para baterías acuosas que ofrece cátodos con más del doble del rendimiento de las baterías de yodo y iones de litio.
“Hemos desarrollado una nueva técnica de electrodo para las baterías de zinc -yodo que evita la mezcla tradicional de yodo húmedo”, dijo el profesor de la Universidad de Adelaide, Shizhang Qiao, presidente de Nanotecnología, y Director, Centro de Materiales en Energía y Catálisis, en la Escuela de Ingeniería Química, que dirigió el equipo.
“Mezclamos materiales activos como polvos secos y los rodamos en electrodos gruesos y autoportantes. Al mismo tiempo, agregamos una pequeña cantidad de un químico simple, llamado 1,3,5-trioxano, al electrolito, que se convierte en una película protectora flexible en la superficie del zinc durante la carga.
“Esta película evita que el zinc forme dendritas afiladas, estructuras con forma de esencia que pueden formarse en la superficie del ánodo de zinc durante la carga y la descarga, que pueden acortar la batería”.
Las baterías acuosas de zinc-yodo ofrecen seguridad incomparable, sostenibilidad y ventajas de costos para el almacenamiento a escala de red, pero sufren problemas de rendimiento en comparación con las baterías de iones de litio.
El equipo publicó sus resultados en la revista Joule.
“La nueva técnica para la preparación de electrodos resultó en una carga récord de 100 mg de material activo por CM2”, dijo Han Wu de la Universidad de Adelaide, Asociado de Investigación, Escuela de Ingeniería Química, del equipo que trabajó en el estudio.
“Después de cargar las células de la bolsa que usamos que usan los nuevos electrodos, retuvieron el 88.6% de su capacidad después de 750 ciclos y las células de monedas mantuvieron casi el 99.8% de capacidad después de 500 ciclos.
“Observamos directamente cómo se forma la película protectora en el zinc utilizando mediciones infrarrojas sincrotrón”.
La alta carga de yodo y una interfaz de zinc robusta significan que se puede almacenar mucha más energía en cada batería a un menor peso y costo. Esto podría acercar las baterías de zinc-yodo al uso del mundo real para el almacenamiento a gran escala o en la red.
Hay varias ventajas de la invención del equipo sobre la tecnología de batería existente:
Capacidad más alta: los electrodos secos empacan material más activo que los procesados en húmedo, que generalmente superan por debajo de 2 mA H cm-2. Pérdida de autodescho y transporte más baja: los electrodos secos densos reducen el yodo que se escapan al electrolito y el rendimiento degradante. Mejor estabilidad del zinc: la película protectora in situ previene el crecimiento de la dendrita, dando una vida útil del ciclo mucho más larga.
“La nueva tecnología beneficiará a los proveedores de almacenamiento de energía, especialmente para la integración renovable y el equilibrio de la red, que obtendrán baterías de menor costo, más seguras y duraderas”, dijo el profesor Qiao. “Las industrias que necesitan grandes y estables bancos de energía, por ejemplo, los servicios públicos y las microrredes, podrían adoptar esta tecnología antes”.
El equipo tiene planes de desarrollar aún más la tecnología para expandir sus capacidades.
“La producción de los electrodos podría ampliarse mediante el uso de la fabricación de carrete a carrete”, dijo el profesor Qiao. “Al optimizar los colectores de corriente más ligeros y reducir el exceso de electrolitos, la densidad de energía general del sistema podría duplicarse de alrededor de 45 vatios por kilogramo (wh kg-1) a alrededor de 90 WH kg-1.
“También probaremos el rendimiento de otros químicos halógenos, como los sistemas de bromo, utilizando el mismo enfoque de procesamiento seco”.
Más información: Han Wu et al, baterías acuosas de yodo de zinc con carga ultra alta y rendimiento avanzado, Joule (2025). Doi: 10.1016/j.joule.2025.102000
Información en la revista: Joule proporcionado por la Universidad de Adelaide
Cita: la batería de zinc-yyodo ofrece un doble rendimiento de las baterías de iones de litio (2025, 12 de junio) Recuperado el 12 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-zinciodine-battery-lithium-ion-batteries.html
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