Estrategia de diseño de electrolitos bifásicos de ionóforo de litio. Crédito: nanotecnología de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41565-025-01898-0
Un equipo de ingenieros químicos y biomoleculares, físicos y especialistas en baterías afiliados a varias instituciones en los EE. UU. Ha desarrollado una batería a base de agua que ofrece estabilidad de 2,000 ciclos. En su artículo publicado en la revista Nature Nanotechnology, el grupo describe por qué creen que podría ayudar a cerrar la brecha entre las baterías acuosas y las baterías no acuosas de iones de litio.
La principal ventaja de usar baterías acuosas es su seguridad en comparación con las baterías no acuosas de iones de litio. No pueden encenderse inesperadamente, minimizando el peligro de fuego. La razón por la que no son comunes es su límite potencial de reducción de los electrolitos acuosos, que ha restringido su densidad de energía. Además, los tipos actuales de electrolitos que usan tienden a tener problemas con el agua que trasladan la interfaz y la alta impedancia.
En este nuevo estudio, el equipo de investigación ha dado un paso hacia la resolución de estos problemas al mejorar el transporte de iones y la estabilidad de los electrolitos bifásicos a través de los ionóforos de litio.
Para hacer su nueva batería, los investigadores emplearon nanoclusters de Li+ (ionóforos) utilizando 12-corona-4 (12C4) y tetraglyme (G4) como un medio para mejorar los electrolitos bifásicos de la batería. Pudieron hacerlo desarrollando un electrolito acuoso/orgánico de dos capas, lo que condujo a una reducción de la resistencia y un medio para mezclar las fases no acuosas y acuosas por cortesía de los ionóforos litófílicos.
Durante las fases acuosas y no acuosas, esta interfaz superó los desafíos que enfrentan otros electrolitos de batería acuosa. También permitió que la batería alcanzara la baja impedancia (2.7 Ω cm – 2) y una alta vida de ciclo (2,000 ciclos). La batería resultante también demostró una descarga estable.
El equipo de investigación señala que la batería también funciona a un voltaje de 0.0-4.9 V, ofreciendo así un producto más limpio y seguro que otros tipos de baterías. Dichas baterías también deben reciclarse más fácilmente. Los investigadores señalan que el ciclo de vida alto demuestra una durabilidad excepcionalmente a largo plazo, abriendo la puerta al uso de tales baterías en nuevos tipos de aplicaciones.
El equipo de investigación reconoce que se requiere mucho más trabajo antes de que una batería a base de agua sea práctica en una amplia variedad de productos, aunque sugieren que su trabajo es un paso en la dirección correcta.
Más información: Xiyue Zhang et al, Li+(Ionóforo) Nanoclusters diseñados con soluciones de electrolitos bifásicos acuosos/no acuosos para baterías a base de litio de alto potencial, nanotecnología de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41565-025-01898-0
© 2025 Science X Network
Cita: la batería a base de agua ofrece una estabilidad de 2,000 ciclos (2025, 14 de abril) Recuperada el 14 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04 Based-battery-stability.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.
