Un material único descubierto en la Universidad de Texas A&M puede ayudar a desarrollar baterías más potentes basadas en magnesio, sin los problemas de disponibilidad y seguridad de las hechas de litio.

Dirigido por el químico Sarbajit Banerjee, el equipo ha descubierto que esta combinación puede proporcionar baterías con mayor densidad de almacenamiento de energía y avances transformadores en seguridad, costo y rendimiento en comparación con la de ion de litio (Li-ion).

«El impulso mundial para avanzar en la energía renovable está limitado por la disponibilidad de vectores de almacenamiento de energía», dijo Banerjee en un comunicado. Aunque la tecnología de iones de litio domina actualmente, matizó que la seguridad y el suministro a largo plazo de litio siguen siendo serias preocupaciones.

«Por el contrario, el magnesio es mucho más abundante que el litio, que tiene un punto de fusión más alto, forma superficies lisas durante la recarga y tiene el potencial de aumentar más de cinco veces la densidad de energía si se puede identificar un cátodo apropiado», dijo Banerjee.

Su solución depende de una forma rediseñada de un viejo material de cátodo de Li-ion, el pentóxido de vanadio, que se ha demostrado capaz de insertar reversiblemente iones de magnesio.

«Hemos reconfigurado esencialmente los átomos para proporcionar una vía diferente para que los iones de magnesio viajen, obteniendo así un material de cátodo viable en el que pueden insertarse y extraerse fácilmente durante la descarga y carga de la batería», dijo Banerjee.

Este raro fenómeno se logró al limitar la ubicación de los iones de magnesio en posiciones atómicas relativamente incómodas por diseño, en función de la forma en que se fabricaba el pentóxido de vanadio, una propiedad conocida como metaestabilidad.

La metaestabilidad ayuda a evitar que los iones de magnesio queden atrapados en el material y promueve la recolección completa de su capacidad de almacenamiento de carga con una degradación insignificante del material después de muchos ciclos de carga y recarga.

La investigación marca un importante punto de inflexión porque representa un avance significativo hacia la solución del problema del cátodo y al mismo tiempo resalta las ventajas inherentes del uso de materiales más imaginativos y metaestables, dijo Justin Andrews, primer autor del estudio.

«Si bien esta investigación ha proporcionado una gran cantidad de información, todavía hay muchos otros problemas fundamentales que superar antes de que las baterías de magnesio se hagan realidad», agregó Andrews.

Fuente: europapress.com