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martes 21, mayo 2024

Investigadores chinos desarrollan una batería de agua con el doble de capacidad que las de litio

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En un reciente avance en la tecnología de baterías, un equipo de investigadores del Instituto de Física Química de Dalian (DICP), parte de la Academia China de Ciencias (CAS), ha desarrollado una batería acuosa con capacidades energéticas que casi duplican a las de las células de litio tradicionales. Esta innovadora batería utiliza el agua como solución líquida para disolver los electrolitos, lo que la hace más segura y eficiente.

Principales características de la batería de agua:

  • Doble capacidad: La batería de agua ofrece el doble de capacidad que las baterías de litio actuales. Esto podría revolucionar la industria de los vehículos eléctricos al proporcionar una mayor autonomía.
  • 1.000 ciclos de carga: A diferencia de las baterías de litio, que se degradan con el uso, esta batería podría llegar a los 1.000 ciclos de carga sin perder eficiencia.
  • Transferencia multielectrónica halógena: La batería utiliza un cátodo de bromo y yodo para lograr una densidad energética impresionante. Con más de 840 amperios hora por litro (Ah/L) y una densidad de 1200 vatios hora por litro (Wh/L), esta batería supera a las de litio actuales.
  • Reacción química: El electrolito de la batería de agua contiene iones de yoduro (I-) y bromuro (Br-), que generan una reacción química que permite la transferencia de múltiples electrones. Durante la carga, el bromuro se convierte en bromuro de yodo polar (IBr), y durante la descarga, el yodato oxida el bromo, creando un proceso reversible.

¿Cómo funcionan?

La batería de agua funciona mediante una reacción química que involucra iones de yoduro (I-) y bromuro (Br-).

  1. Electrolito acuoso: En lugar de utilizar un electrolito orgánico o una solución de sales metálicas, esta batería utiliza agua como su electrolito. El agua disuelve los iones de yoduro y bromuro, creando una solución acuosa conductora.
  2. Cátodo y ánodo:
    • Cátodo (positivo): El cátodo está compuesto por bromuro (Br-) y yoduro (I-) disueltos en agua. Durante la carga, el bromuro se convierte en bromuro de yodo polar (IBr).
    • Ánodo (negativo): El ánodo también está sumergido en la solución acuosa y está conectado al cátodo mediante una membrana selectiva de iones.
  3. Reacción química:
    • Durante la carga (cuando se suministra energía eléctrica a la batería), el bromuro en el cátodo se oxida y se convierte en bromuro de yodo polar (IBr). Esta reacción libera electrones.
    • Durante la descarga (cuando la batería suministra energía), el yoduro en el cátodo se oxida y se convierte en yodato (IO3-), mientras que el bromuro se reduce a bromo (Br2). Esta reacción también libera electrones.
    • La reacción química es reversible, lo que permite que la batería se recargue y descargue repetidamente sin degradación significativa.
  4. Transferencia multielectrónica halógena:
    • La batería de agua logra una alta densidad energética al permitir la transferencia de múltiples electrones durante las reacciones de oxidación y reducción.
    • Con más de 840 amperios hora por litro (Ah/L) y una densidad de 1200 vatios hora por litro (Wh/L), supera a las baterías de litio actuales.

Esta batería de agua representa un avance en la búsqueda de alternativas más seguras y eficientes a las baterías de litio. Su capacidad mejorada y su durabilidad podrían cambiar la forma en que utilizamos la energía en el futuro.

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