"Desarrollo de materiales catalíticos y su funcionamiento en baterías de Litio-Azufre"

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Resumen:

El progreso en baterías de ion-litio está cerca de alcanzar sus límites físicos, por lo que para obtener densidades de energía más altas se deben utilizar sistemas químicos distintos. Entre los sistemas actualmente en investigación y desarrollo, el sistema basado en la reacción entre litio y azufre es el más prometedor para tecnologías futuras, habiendo ya pruebas con prototipos que demuestran su utilidad. Se espera que las baterías de litio-azufre alcancen una capacidad de 600 Wh/kg, casi tres veces superior a los aproximadamente 200 Wh/kg que en promedio entregan las baterías de ion-litio. Sin embargo, la química del sistema es compleja, y se requieren estrategias para resolver sus desventajas. Hoy en día este tipo de baterías no se encuentra en el mercado debido a su escasa ciclabilidad ocasionada por problemas como la naturaleza aislante de los materiales activos, fuerte reactividad del litio, el efecto "shuttle" (trasbordador, en inglés), entre otros [1]. Para resolver estos problemas, se han propuesto electrocatalizadores que promueven la conversión de los polisulfuros e inhiben su difusión. Se ha demostrado que el rendimiento electroquímico puede mejorar considerablemente cuando se introducen electrocatalizadores en las baterías de Li-S, pero sus mecanismos aún requieren un mayor entendimiento [2-5]. En este seminario se presentarán los modelos de reacción redox que presenta el sistema Li-S y un recorrido general sobre el desarrollo de materiales catalíticos que puedan resolver alguno de los principales problemas que presentan actualmente este tipo de baterías.