Marco metálico-orgánico aniónico como un conductor monoiónico ultrarrápido para baterías de zinc recargables de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Los marcos metálico-orgánicos aniónicos (MOF) se exploran como electrolitos conductores de un solo ión para baterías de estado cuasi sólido.
• El desarrollo de electrolitos sólidos de alto rendimiento es crucial para dispositivos de almacenamiento de energía más seguros y eficientes.

Objetivo del estudio:

• Proponer y sintetizar un nuevo MOF aniónico como un solo conductor Zn2+.
• Para evaluar su desempeño como electrolito en baterías de iones de zinc en estado cuasi sólido (ZIB).

Principales métodos:

• Síntesis de un MOF aniónico a través de la reacción de tetrafenilborato funcionalizado con un grupo Zr₆-oxo.
• Caracterización de la conductividad iónica, el número de transferencia Zn2+ y la energía de activación del MOF.
• Fabricación y pruebas electroquímicas de ZIB de estado casi sólido utilizando el cátodo sintetizado MOF y NH V 10.

Principales resultados:

• El MOF aniónico exhibió una conductividad iónica sobresaliente (7,9 mS cm-1 a 120 °C) y un alto número de transferencia de Zn2+.
• El ZIB de estado casi sólido demostró una alta capacidad (497 mAh g^{-1 a 0.3 A g-1) y un excelente rendimiento de velocidad.}
• La batería mantuvo el 100% de capacidad y la eficiencia de Coulomb después de 2500 ciclos, incluso a bajas temperaturas y altas densidades de corriente.

Conclusiones:

• El MOF aniónico desarrollado es un conductor único Zn2+ prometedor para ZIB de alto rendimiento en estado cuasi sólido.
• Esta investigación abre nuevas vías para el diseño de materiales porosos aniónicos como electrolitos sólidos avanzados para varias baterías secundarias.