El nuevo material de batería a base de carbono aumenta la seguridad, la longevidad y la potencia

Universidad de Tohoku, Sendai, Japón

Estructura de MG4C60 en capas. a. Patrones XRD de polvos prístinos C60 y MG4C60 con un resultado simulado para MG4C60. b. Imagen SEM del polvo MG4C60 con una barra de escala de 5 µm. do. Imagen IFFT TEM (barra de escala de 1 nm) de MG4C 60 con ilustración estructural insertada en marrón. d. Espectros XAS de borde C K de prístinos C 60 y MG4C60. Ilustración de la estructura del MG4C 60 en capas observado desde e. eje b y f. un eje. (Imagen:©Shijian Wang et al.)

Esta investigación demuestra una nueva forma de hacer que los materiales de las baterías a base de carbono sean mucho más seguros, más duraderos y más potentes mediante el rediseño fundamental de cómo se conectan las moléculas de fullereno. Las baterías de iones de litio actuales dependen principalmente del grafito, lo que limita la velocidad de carga rápida y plantea riesgos de seguridad debido al revestimiento de litio. Los hallazgos de esta investigación significan avances hacia vehículos eléctricos más seguros, productos electrónicos de consumo más duraderos y un almacenamiento de energía renovable más confiable.

El fullereno es una molécula única que se adapta bien a muchas aplicaciones potenciales; sin embargo, la mala estabilidad ha sido un problema que ha dificultado su uso en baterías. Un equipo de investigadores de la Universidad de Tohoku ha creado una estructura de fullereno con puente covalente (Mg 4 C60 ) que muestra que el carbono puede almacenar litio de una manera completamente diferente y mucho más estable, evitando el colapso estructural y previniendo la pérdida de material activo que durante mucho tiempo ha obstaculizado los ánodos de fullereno. Este avance proporciona un modelo para diseñar materiales para baterías de próxima generación que admitan una carga rápida más segura, una mayor densidad de energía y una vida útil más larga.

"Nuestros próximos pasos son ampliar esta estrategia de puentes covalentes a una gama más amplia de estructuras de fullereno y carbono, con el objetivo de crear una familia de materiales anódicos estables y de alta capacidad adecuados para baterías de carga rápida", afirmó el distinguido profesor Hao Li del Instituto Avanzado de Investigación de Materiales (WPI-AIMR).

Los próximos pasos adicionales implicarán trabajar con socios de la industria para evaluar la escalabilidad de estos materiales e integrarlos en formatos de celda prácticos. Comprender cómo lograr la practicidad en el mundo real es un paso crucial que, con suerte, conducirá hacia un futuro de tecnologías eficientes y de energía limpia.

Para obtener más información, comuníquese con Hao Li en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo..