Aunque la alta capacidad de las baterías de litio-azufre es una aplicación generalizada que los científicos han estado tratando de desarrollar, los problemas de estabilidad han obstaculizado su desarrollo. Debido a que el electrodo positivo de azufre de la batería se expandirá y contraerá durante el proceso de carga, estará sujeto a una gran presión y se deteriorará rápidamente. Al mismo tiempo, el electrodo negativo está contaminado con compuestos de azufre.
El año pasado, un grupo de investigación de baterías de la Universidad Monash de Melbourne ideó una solución que resuelve la mitad del problema. El equipo de científicos desarrolló un aglutinante especial que crea espacio adicional alrededor de las partículas de azufre, lo que significa que tienen más espacio para expandirse de forma segura durante la carga. El resultado es una batería de litio-azufre de alta capacidad que puede ciclarse más de 200 veces.
Ahora, los científicos se centran en el otro lado de la ecuación, el electrodo negativo de litio, que está "asfixiado" por el azufre. El gran avance surgió de un estudio realizado en 1988, que demostró que algunas sustancias a base de azúcar pueden prevenir la degradación de los sedimentos geológicos y promover fuertes enlaces entre los sulfuros.
Los científicos pretenden aplicar este enfoque a las baterías de litio-azufre para evitar la liberación de cadenas de azufre, llamadas polisulfuros, del electrodo positivo que tienden a moverse y formar musgo en el electrodo negativo. El equipo introdujo un aditivo a base de azúcar como aglutinante en la estructura de malla del electrodo, creando una red de microestructuras que pueden ayudar a regular el comportamiento de los polisulfuros dañinos. Las baterías experimentales con aditivos de azúcar mostraron una capacidad de aproximadamente 700 mAh/g y podían soportar 1.000 ciclos.
Yingyi Huang, estudiante de doctorado y primer autor de este artículo de investigación, dijo: "De esta manera, cada carga puede durar más y extender la vida útil de la batería. Además, la fabricación de la batería No es fácil. Se requieren materiales exóticos, tóxicos y costosos."
Aún quedan algunos problemas que deben resolverse antes de que las baterías de litio-azufre puedan usarse en teléfonos inteligentes y automóviles eléctricos. Los investigadores dicen que su tecnología tiene el potencial de almacenar de 2 a 5 veces la energía de las baterías de litio actuales y, con este nuevo estudio, creo que han dado un paso crítico hacia aplicaciones en el mundo real.