Optimizan las baterías de litio-azufre añadiendo grafeno

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Un equipo de investigadores de la Universidad de Beihang en China ha incorporado el grafeno en las baterías de litio-azufre, consiguiendo optimizar su durabilidad y reduciendo drásticamente su coste de producción.

El enorme potencial de las baterías de litio y azufre es conocido por los científicos desde hace mucho tiempo. Combina las ventajas de una pila de combustible, con energía muy densa, con los puntos fuertes de una batería, que proporciona un sistema de almacenamiento de energía autónomo. Además, tiene la ventaja de que el componente es limpio y respetuoso con el medio ambiente. 

Sin embargo, aunque las baterías de litio-azufre son uno de los dispositivos de almacenamiento de energía más prometedores y con amplias aplicaciones, su desarrollo se ha visto obstaculizado principalmente porque cuenta con una vida útil muy corta. 

Esto es debido a que los cátodos de azufre y de litio presentan una gran pérdida de material activo a causa de que los polisulfuros son altamente solubles. Como consecuencia, con cada carga el componente se degrada rápidamente. Además, no son muy eficaces porque el azufre tiene propiedades aislantes en lugar de conductoras. Por todo esto, aunque se sabe que tienen un gran potencial, las baterías de litio-azufre todavía no son viables para su comercialización.

Para superar estos problemas, los investigadores chinos han utilizado grafeno, que permite mejorar las propiedades conductivas del azufre, aumentar la densidad energética y aportar estabilidad para optimizar el rendimiento del componente. 

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Como resultado, la batería de litio, azufre y grafeno tiene una capacidad estable y reversible de 620 mAh g-1 basada en la masa total del cátodo y el ánodo, una alta tasa de capacidad, una densidad de energía muy alta (1.147 Wh Kg-1) y un excelente rendimiento del ciclo, con un 0,028% de pérdida de capacidad por cada ciclo y una vida útil de más de 500. 

La vida útil continúa siendo muy baja para integrarla en los coches eléctricos, pero esta mejora sí permitirá integrar baterías de litio, azufre y grafeno en dispositivos más pequeños.