En colaboración con socios industriales, investigadores de la Universidad de Flinders están desarrollando un prototipo de sistema de almacenamiento de batería zinc-yodo basado en su diseño de batería zinc-yodo acuosa (AIZB) que puede cargar y descargar más de 60,000 ciclos.

Con el objetivo de establecer una alternativa a las baterías de iones de litio (Li-ion) a gran escala, los investigadores dijeron que su diseño de batería utiliza un polímero de bajo costo a base de ciclodextrina orgánica que ayuda a almacenar y controlar químicos clave, permitiendo que se cargue rápidamente mientras mantiene el desempeño.

"Cuando se carga completamente en siete minutos, puede operar a 1,3 a 1,4 V con una capacidad de 200 mAh/g durante 8,000 ciclos o cargada en solo tres minutos y durar más de 60,000 ciclos a 150 mAh/g", dijeron.

Utilizada en alimentos, productos farmacéuticos e ingredientes cosméticos, la estructura de ciclodextrinas actúa como una jaula, bloqueando compuestos de yodo en su lugar e impidiendo que interrumpan el funcionamiento de la batería.

El Profesor Asociado Zhongfan Jia, líder de investigación del Laboratorio Jia de la Universidad de Flinders, está investigando químicas avanzadas para construir estructuras macromoleculares para soluciones sostenibles en almacenamiento de energía limpia y catálisis verde. | Imagen: Universidad de Flinders

El Profesor Asociado en Química y Matthew Flinders Fellow del Colegio de Ciencia e Ingeniería de la Universidad de Flinders, Zhongfan Jia, dijo que el yodo es uno de los materiales de batería recargable efectivos con potencial para almacenar una cantidad elevada de energía en relación a su peso, alrededor de 211 mAh/g.

"Sin embargo, uno de los mayores desafíos con esta nueva tecnología de batería es evitar que las especies de yodo se muevan a lugares donde no deberían estar dentro de la unidad", dijo Jia.

"El sistema ofrece un nuevo enfoque para mitigar el desplazamiento de polioduro utilizando polímeros derivados de materiales económicos y biodegradables. Permite baterías zinc-yodo acuosas sostenibles y duraderas".

Las mayores reservas de zinc del mundo representan entre el 20%-28% se encuentran en Australia, lo que permite que las AZIB aborden la escasez de recursos global y los costos de suministro relacionados con la demanda y el consumo creciente de baterías Li-ion, con un material de bajo costo y ampliamente disponible.

"Como principal productor y exportador global, podemos utilizar estos recursos de zinc para un almacenamiento de energía más seguro, que es importante para la manufactura de energía en Australia", dijo Shangxu Jiang, Estudiante de Doctorado en Polímeros Sostenibles para Energía y Ambiente de FU y primer coautor del artículo de la investigación.

El artículo "Caging polyhalide anions in polycyclodextrin for long-lasting aqueous zinc-iodine batteries" de Shangxu Jiang, Zhipeng Pei, Yanlin Shi, Kai Zhang, Justin M Chalker, Sara J Fraser-Miller, Michelle L Coote y Zhongfan Jia ha sido publicado en Angewandte Chemie International Edition.