Carbono hueco co

Jun 19, 2023

28 de julio de 2023

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por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias

Según un estudio publicado en Renewables, un equipo de investigación dirigido por el profesor Hu Linhua de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China ha mejorado el rendimiento de las baterías de iones metálicos mejorando la conductividad eléctrica y la movilidad iónica de los materiales de los electrodos.

El dióxido de titanio anatasa (TiO2) ha despertado un gran interés como ánodo prometedor para baterías de iones de litio debido a sus propiedades únicas como estabilidad, bajo costo, respeto al medio ambiente y seguridad. Sin embargo, como semiconductor, la conductividad iónica y eléctrica intrínsecamente baja del TiO2 conduce a una capacidad limitada y una capacidad de velocidad y un rendimiento cíclico inferiores, lo que dificulta seriamente sus aplicaciones prácticas.

En este estudio, los investigadores investigaron las propiedades de las vacantes de oxígeno y las esferas huecas de O2 co-dopadas con carbono (HS-TiO2) y las compararon con esferas huecas de TiO2 blancas completamente oxidadas (W-TiO2).

Descubrieron que la banda prohibida era menor cuando se añadían dopantes de carbono y vacantes de oxígeno (VO) a la anatasa TiO2.

Además, la presencia de electrones localizados resultó en una barrera más baja para el movimiento de los iones Li, lo que aceleró la velocidad de difusión de los iones. Esto hizo que las vacantes de oxígeno y la esfera hueca de TiO2 co-dopado con carbono (HS-TiO2) fueran más reversibles que el TiO2 completamente oxidado (W-TiO2) cuando se agregaban y eliminaban iones Li.

Al cambiar la duración de una reacción solvotérmica, los investigadores pueden controlar la estructura interna de las esferas, haciéndolas sólidas, porosas o huecas. Este ajuste les permite mantener una forma consistente mientras cambian la configuración interna.

Los resultados de este estudio allanan el camino para una mayor exploración y optimización de esferas huecas de TiO2 co-dopadas con carbono y otros materiales similares.

Más información: Zhaoqian Li et al, Transferencia iónica y de carga acelerada por electrones localizados para un almacenamiento superior de litio, energías renovables (2023). DOI: 10.31635/renovables.023.202300031