Científicos de Harvard encuentran molécula orgánica para baterías duraderas y de alta calidad

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Washington.- Investigadores de Harvard encontraron una nueva molécula orgánica que podría crear la batería de flujo orgánico más duradera y de más alto desempeño jamás vista, lo que podría ser una alternativa potencialmente más segura y más barata para las baterías de ion de litio.

En un estudio publicado este lunes en la revista Joule, los investigadores mencionaron la «quinona Matusalén», una molécula que podría almacenar y liberar provechosamente energía muchas decenas de miles de veces durante varios años.

«Diseñamos y construimos un nuevo compuesto orgánico que puede almacenar energía eléctrica y que tiene una vida muy larga antes de descomponerse», dijo Roy Gordon, profesor de química de la cátedra Thomas Dudley Cabot y profesor de ciencias de los materiales en la Universidad de Harvard.

«En trabajos anteriores, demostramos un compuesto químico con una larga vida, pero bajo voltaje, lo que conduce a un bajo almacenamiento de energía por molécula y a un alto costo por una cantidad dada de energía almacenada», dijo Michael Aziz, profesor de tecnologías de materiales y energías en Harvard.

«Ahora tenemos el primer compuesto orgánico que tiene tanto estabilidad de largo plazo como más de un volt, lo que es normalmente considerado el umbral para el despliegue comercial», dijo Aziz, quien dirigió el estudio con Gordon.

La molécula Matusalén, llamada así por el personaje bíblico que más tiempo vivió, es una quinona modificada. La quinona es una molécula abundante, presente en la naturaleza y es parte integral de procesos biológicos como fotosíntesis y respiración celular.

Los investigadores caracterizaron el proceso de degradación de las anteriores moléculas de quinona en las baterías de flujo e hicieron modificaciones para incrementar el período útil.

En experimentos de laboratorio, la molécula mostró una tasa de disipación de menos de 0,01 por ciento diario y de menos de 0,001 por ciento por ciclo de carga y descarga, lo que se extrapola como un deterioro de menos de 3 por ciento en el transcurso de un año.

Tuvo una operación útil para decenas de miles de ciclos, según el estudio.

Matusalén también mostró ser muy soluble, lo que significa que puede almacenar más energía en un espacio más pequeño.

Funciona en un electrólito alcalino débil, lo que reduce el costo de la batería al permitir el uso de materiales de contención baratos y de una membrana de polímero barata para separar las terminales positiva y negativa.

«Mostramos que las moléculas orgánicas son alternativas viables, de larga duración y rentables a las costosas baterías de vanadio», dijo David Kwabi, estudiante de posdoctorado de Harvard y primer coautor del artículo.  (XINHUA)