Desarrollo de electrolitos bajos en fluoruro, sostenibles y reciclables basados en γ-valerolactona para baterías de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Energía Sostenible Energía Sostenible

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio (SIB) son una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio.
• El desarrollo de electrolitos estables y sostenibles es crucial para la comercialización de SIB.
• Los disolventes de base biológica ofrecen una alternativa más ecológica a los electrolitos orgánicos convencionales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo electrolito de doble sal para SIB utilizando un disolvente de base biológica.
• Para evaluar el rendimiento electroquímico y la estabilidad del nuevo electrolito.
• Investigar la reciclabilidad del disolvente y electrolito de base biológica.

Principales métodos:

• Formulación de un electrolito de sal dual utilizando NaDFOB y NaFSI en el disolvente GVL.
• Pruebas electroquímicas del electrolito en semicélulas de cátodo P2-AFMNO y células completas con ánodos de carbono duro.
• Análisis post mortem mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS). análisis post mortem utilizando espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS).
• Desarrollo y validación de un proceso de recuperación de disolventes GVL a base de agua.

Principales resultados:

• El nuevo electrolito demostró una excelente estabilidad electroquímica hasta 4.3 V frente a Na+/Na.
• Se logró una estabilidad de ciclo excepcional: ~87% de retención de capacidad después de 100 ciclos (medias celdas) y ~80% después de 200 ciclos (celdas completas).
• Un proceso a base de agua recuperó con éxito el 85% del disolvente GVL, permitiendo la reutilización del electrolito con un rendimiento comparable.

Conclusiones:

• El electrolito basado en GVL de doble sal ofrece una opción sostenible y de alto rendimiento para SIBs.
• El electrolito exhibe una fuerte inhibición anódica y una amplia estabilidad electroquímica.
• La recuperación eficiente de disolventes y el reciclaje de electrolitos son factibles, lo que mejora la sostenibilidad de la tecnología SIB.