Revolución en baterías: nuevos electrolitos líquidos vítreos transforman el almacenamiento de energía.

MadridEl mundo avanza rápidamente hacia soluciones energéticas más sostenibles. Un equipo de investigación de la Universidad de Niigata y la Universidad de Ciencias de Tokio ha desarrollado un nuevo tipo de electrolitos líquidos. Estos electrolitos líquidos que forman vidrio tienen propiedades que podrían revolucionar los dispositivos electroquímicos. Recientemente, las soluciones de electrolitos ultraconcentradas han ganado protagonismo porque permanecen líquidas a temperatura ambiente, tienen alta conductividad iónica y forman excelentes películas metálicas. No obstante, comprender su funcionamiento a nivel molecular ha sido un desafío.

Investigadores han descubierto que las mezclas de sulfona cíclica y sal de litio presentan propiedades únicas. Estas mezclas experimentan una transición vítrea en una amplia gama de composiciones, una característica no observada antes en electrolitos líquidos. Entre los hallazgos clave del estudio se incluyen:

• La transición vítrea única observada en las mezclas binarias de sal de litio con 1,3-propanesultona (PS) y sulfolano (SL).
• Confirmación mediante espectroscopía Raman de la presencia de pares de iones en contacto (CIPs) y agregados (AGG).
• Análisis de correlación bidimensional que vincula los espectros de relajación dieléctrica (DRS) con la formación y comportamiento de AGG.

Este hallazgo es de gran relevancia. El alto número de transferencias de Li+ en estas mezclas permite la formación eficiente y de alta calidad de películas metálicas. Esto es crucial para aplicaciones que requieren alta densidad energética y propiedades mecánicas fuertes. En otras palabras, dispositivos como baterías recargables de alta capacidad podrían volverse más eficientes, más pequeños y durar más tiempo.

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Los grandes agregados presentes en estos electrolitos son esenciales para sus singulares propiedades de conducción iónica. El estudio revela que estos agregados influyen en la formación de moléculas y en la reorientación de sus dipolos. Este nuevo hallazgo podría ayudar a desarrollar electrolitos personalizados para usos específicos de alto rendimiento, llevando la tecnología actual más allá de sus límites.

Considerando los objetivos del desarrollo sostenible y la Sociedad 5.0, es esencial mejorar las soluciones de almacenamiento de energía. La combinación de electrolitos líquidos y sólidos en estos nuevos sistemas puede generar opciones de almacenamiento más eficientes y flexibles. Estos avances pueden aplicarse en sectores como la electrónica portátil, los coches eléctricos y los sistemas de energía a gran escala. Este hito representa una mejora significativa en la tecnología de almacenamiento de energía y respalda la transición hacia un futuro energético sostenible.