Preoxidación superficial impulsada por radicales que permite la regeneración eficiente de cátodos gastados de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electroquímica
• Energía Sostenible

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio (SIBs) retiradas plantean desafíos ambientales.
• El reciclaje eficiente es vital para soluciones de energía sostenible.
• Las superficies de cátodo degradadas dificultan la regeneración de las SIBs.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método eficaz para la regeneración de materiales de cátodo de SIB degradados.
• Abordar el desafío del escaso reabastecimiento de Na+ en los cátodos gastados.
• Mejorar la viabilidad económica y el rendimiento de los componentes de SIB reciclados.

Principales métodos:

• Una novedosa estrategia de preoxidación que utiliza el intercambio Na+/H+ inducido por agua.
• Generación de radicales SO4-· y ·OH a partir de la descomposición de Na2S2O8.
• Reconstrucción superficial de la fase de sal de roca a la configuración en capas de Ni3+.
• Refinamiento de la morfología de las partículas y eliminación de impurezas de Al/F.

Principales resultados:

• Canales de transporte de Na+ optimizados y homogeneidad mejorada de la reacción interfacial.
• El cátodo regenerado de NaFe1/3Mn1/3Ni1/3O2 logró una capacidad inicial de 134,33 mAh g-1.
• Estabilidad de ciclaje superior con un 84,4% de retención después de 150 ciclos a 0,5 C.
• Rendimiento restaurado comparable a los cátodos comerciales de SIB.

Conclusiones:

• La estrategia de preoxidación regenera eficazmente materiales de cátodo de SIB altamente degradados.
• Este método ofrece un enfoque innovador e integrado para el reciclaje de SIB.
• El estudio demuestra una vía para mejorar la sostenibilidad de los sistemas de almacenamiento de energía.