✨︎ Resumen (TL;DR):
- Científicos de KIST e IAE desarrollaron un catalizador 2D para baterías de litio-aire usando diseleniuro de tungsteno.
- El prototipo alcanzó 550 ciclos de carga a 1 C, con una capacidad de descarga de 9,868 mAh por gramo.
- La tecnología promete 10 veces más densidad energética que el ion-litio, ideal para autos eléctricos de mayor rango.
Investigadores surcoreanos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) y el Instituto de Ingeniería Avanzada (IAE) desarrollaron un catalizador que elimina las principales barreras de rendimiento en las baterías de litio-aire, una tecnología capaz de ofrecer hasta 10 veces más densidad energética que los sistemas convencionales de ion-litio.
El equipo, liderado por la Dra. Sohee Jeong y el Dr. Gwang-Hee Lee, modificó a escala atómica un catalizador bidimensional de diseleniuro de tungsteno (WSe₂). El proceso consiste en sustituir átomos de platino en la estructura y crear vacíos intencionales de selenio, técnica que transforma una superficie basal inerte en un área catalítica altamente activa.
Estos vacíos funcionan como puntos calientes que facilitan tanto la reducción de oxígeno durante la descarga como su evolución durante la carga. Ambos procesos son fundamentales para el hardware de estas baterías, manteniendo intacta la conductividad eléctrica para un transporte rápido de electrones.
Rendimiento superior en pruebas de laboratorio
Durante las pruebas, los prototipos equipados con este nuevo catalizador lograron una vida útil estable superior a los 550 ciclos de carga y descarga a una tasa de 1 C.
El sistema superó ampliamente a los materiales comerciales actuales, incluyendo el platino sobre carbono (Pt/C) y el óxido de rutenio (RuO₂). Su durabilidad y eficiencia se mantuvieron consistentes operando en tasas desde 0.1 C hasta 3 C.
Según el documento revisado por pares y publicado en la revista Materials Science and Engineering: R, los cátodos de WSe₂ activados registraron una capacidad de descarga masiva de 9,868 mAh por gramo.
Las baterías de litio-aire extraen oxígeno del entorno en lugar de almacenarlo internamente, lo que reduce drásticamente su peso. Aunque la comercialización masiva aún requiere años de trabajo, solucionar la baja longevidad del catalizador abre un camino real para fabricar vehículos eléctricos con autonomías extremas y construir sistemas de almacenamiento para la red eléctrica global.
