En la Unidad de Procesos Electroquímicos del Instituto IMDEA Energía se ha creado un equipo multidisciplinar de investigadores para diseñar materiales sostenibles e integrarlos en baterías avanzadas. En este sentido, la batería acuosa de zinc-polímero que recientemente ha desarrollado IMDEA Energía cumple al mismo tiempo con los criterios de sostenibilidad y de prestaciones necesarios.
El grupo multidisciplinar que está llevando a cabo este estudio está formado por químicos orgánicos especializados en síntesis de polímeros, expertos en electroquímica y expertos en computación teórica.
La batería acuosa de zinc-polímero contiene un ánodo metálico de zinc, que es un elemento abundante y de alta capacidad, y un cátodo de origen orgánico basado en un polímero de la familia de los poli(catecoles).
Electrolito acuoso
La batería utiliza un electrolito acuoso e intrínsecamente seguro, lo que hace a esta tecnología especialmente apta para aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala donde la seguridad y el coste son factores clave.
El electrolito acuoso utilizado está basado en la sal Zn(TFSI)2 y supera las prestaciones de los electrolitos acuosos investigados hasta el momento demostrando una mejor compatibilidad tanto con el ánodo de zinc como con el cátodo de policatecol, desarrollado también en los laboratorios de IMDEA Energía.
Óptimo comportamiento electroquímico
En consecuencia, esta batería alcanza un voltaje de 1,1 V, y valores de capacidad muy altos de hasta 324 y 65 mAh g-1 a 1 C y 1350 C, respectivamente.
Además de estas prestaciones obtenidas a temperatura ambiente, y que se mantienen durante un número muy elevado de ciclos, la batería es capaz de operar también a temperaturas tan bajas como –35 ºC, manteniendo una capacidad de 178 mAh g-1.
Este comportamiento electroquímico es superior al de la mayoría de los sistemas desarrollados hasta el momento, lo que pone de manifiesto la importancia de este enfoque combinado para desarrollar baterías orgánicas avanzadas de alto rendimiento sin comprometer los objetivos de almacenamiento de energía sostenible.