El futuro de las baterías: proponen un material orgánico y barato para generar energía sostenible

El estudio de Skoltech ha sido la portada del martes de la revista ACS Applied Energy Materials.
El estudio de Skoltech ha sido la portada del martes de la revista ACS Applied Energy Materials.
ACS Applied Energy Materials

Unos científicos de Skoltech han realizado un informe donde describen un nuevo material orgánico para “la próxima generación de dispositivos de almacenamiento de energía sostenible” y cuya estructura sigue un principio de diseño molecular. Su estudio se publicó este martes en la revista ACS Applied Energy Materials y llegó a ser la portada de ese número.

Cada vez existen más aparatos de almacenamiento de energía y, por esta razón, es importante encontrar nuevos métodos tecnológicos para crear baterías sostenibles respetuosas con el medio ambiente.

Estas deben ser fáciles de desechar sin contaminar, depender únicamente de elementos abundantes y ser baratas. Por ello, la idea de unas baterías orgánicas parece ser la mejor opción para conseguir esos propósitos.

Hasta la fecha, los materiales de cátodo orgánico suponían una manera de almacenar mucha energía por unidad de masa, con una carga rápida, duradera y resultaban fáciles de producir a gran espala. No obstante, pertenecían subdesarrollados, es decir, no se trabajaba tanto como para sacar su mejor partido.

Ahora, los investigadores de Skoltech han intentado solucionar el problema proponiendo un ‘polímido redoxactivo’. Para obtener este material, calentaron y sintetizaron una mezcla de dianhidruro aromático y meta-fenilenodiamina, unos reactivos de fácil acceso.

El resultado que obtuvieron de la mezcla contaba con características prometedoras en varios dispositivos de almacenamiento de energía, como baterías de litio, sodio y potasio. Este material cuenta con mejores salidas de energía y potencia que el isómero de para-fenilenodiamina anteriormente conocido.

Con la colaboración del Institute of Problems of Chemical Physics (‘Instituo de Problemas de Física Química) de la Academia Rusia de Ciencias, se demostró que había dos razones para el mejor rendimiento del nuevo polímido:

  • El polímido redoxactivo de Skoltech cuenta con partículas más pequeñas y una superficie específica mucho mayor que permite una difusión de los portadores de carga más sencilla.
  • Asimismo, la disposición espacial de imida en el polímero da lugar a una unión enérgicamente más favorable de los iones metálicos.​

Roman Kapaev, un estudiante de doctorado de Skoltech que trabajó en el estudio aseguró que “este trabajo es interesante no solo porque se investigó otro material de cátodo orgánico”. Lo que proponemos es un nuevo principio de diseño molecular para las poliimidas de batería”, continuó Kapaev.

Durante mucho tiempo, los expertos han obviado este tipo de investigaciones y, en cambio, se han empleado para-fenilenodiamina o estructuras similares. El estudiante de doctorado afirma que, con los resultados que han obtenido, tienen una nueva pista para entender que las poliimidas “deben diseñarse a nivel molecular”.

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