Publicación en Revista Energy & Environmental Science proporciona pautas para diseñar los próximas baterías orgánicas
Como resultado de una colaboración internacional entre el Profesor del Instituto de Física,Loïk Gence, y su laboratorioFunctional Materials & Devices Lab, junto al
Institute of Condensed Matter and Nanosciences | UCLouvain (Bélgica) y el Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice și Moleculare (Rumania), recientemente se publicó el artículo “High performance Li-, Na-, and K-ion storage in electrically conducting coordination polymers” en la revista de la Royal Society of Chemistry Energy & Environmental Science (Factor de impacto 39.7). Cada uno de los actores de esta colaboración aportó su expertiz:ya sea de síntesis, de modelización teórica, o de caracterización eléctrica, esta última realizada principalmente en el Instituto de Física UC, para sentar las bases de una nueva generación de baterías orgánicas, con mejor eficiencia, densidad y estabilidad.
El contexto
Muchos de los dispositivos electrónicos de hoy utilizan baterías de iones de litio.Las bateríaconvencionales no representan una solución sostenible para nuestro planeta.De hecho, la fabricación de las baterías actuales requiere de metales pesados (níquel, cobalto), y tanto su producción, como su reciclaje, consumen mucha energía.
Las proyecciones muestran que los materiales utilizados serán insuficientes y el impacto en la emisión de CO2 aumentará muy rápidamente. En consecuencia, la comunidad científica se ha volcado a buscar alternativas menos contaminantes y menos dependientes de las materias primas actuales.
Se sabe que tendremos que aumentar la capacidad de almacenamiento de las baterías dentro de las próximas décadas para poder responder a la demanda creciente de los dispositivos electronicos.
A esta realidad se suma las necesidades para la movilidad eléctrica. Electrificar todos los autos del mundo no es realista con la tecnología que conocemos hoy.
Para el profesor Loïk, esta investigación tiene mucho sentido: “El clima y la biodiversidad actual no tiene nada que ver con lo que conocí durante mi infancia,
esto debido al impacto,cada vez mayor, de las actividades humanas. Este tipo de investigación aplicada en Energía es fundamental para poder acelerar el cambio tecnológico necesario para disminuir la presión sobre el medio ambiente. Personalmente,me parece que es un desafío tecnológico inmenso”.
El hallazgo
Para los investigadores involucrados no había duda:era necesario desarrollar nuevas tecnologíaseco-responsables para aumentar exponencialmente el número y la capacidad de baterías que se puedan reciclar, que sean más respetuosas del medio ambiente y con un menor consumo de materia prima.
En este contexto, en el laboratorio Functional Materials & Devices se fabricó y caracterizó nuevas baterías orgánicas a base de polímeros conductores. Estas baterías orgánicas permiten lograr voltaje de trabajo de 1 V más alto que las baterías de polímeros de última generación, alcanzando valores de 2,9 a 3,5 V.
“Se mostró que esas baterías presentan una excelente capacidad de carga/descarga y una notable estabilidad cíclica, de 96,5 % después de 1000 ciclos, y presentan una gran robustez en condiciones extremas. Este trabajosugiere, con buenos datos, algunos caminos para el desarrollo de la nueva generación de baterías orgánicas, con mejor eficiencia, densidad y estabilidad, para ser alternativas potenciales a las baterías de litio", concluye el académico.
