El estudio fue publicado el 9 de octubre en una revista científica de renombre mundial.
El fósforo negro es un alótropo del fósforo blanco. Su estructura en capas única le otorga una fuerte conductividad iónica y una alta capacidad de carga teórica, lo que lo convierte en un material prometedor para electrodos con capacidad de carga rápida. Sin embargo, el fósforo negro tiende a sufrir degradación estructural en los bordes de su estructura en capas, y su rendimiento medido está muy por debajo de las expectativas teóricas. Recientemente, un equipo de investigación adoptó una estrategia de «diseño de interfaz», uniendo fósforo negro y grafito mediante enlaces covalentes fósforo-carbono. Este enfoque no solo estabilizó la estructura del material, sino que también mejoró la conductividad intrínseca del compuesto de fósforo negro-grafito para los iones de litio.
No obstante, los materiales de los electrodos suelen estar recubiertos con químicos que se degradan en los electrolitos, algunos de los cuales dificultan la penetración de los iones de litio, de manera similar a cómo el polvo en un vidrio obstruye la luz. El equipo de investigación conjunta aplicó un gel polimérico delgado para crear un recubrimiento resistente al polvo que «humedece» la superficie del compuesto de fósforo negro-grafito, permitiendo el paso de los iones de litio.
La velocidad lenta de carga y la autonomía limitada siguen siendo los principales obstáculos en el desarrollo de vehículos eléctricos.
Si se logra la producción masiva de este material, podrían desarrollarse materiales de cátodo compatibles y otros componentes auxiliares. Optimizaciones adicionales en la estructura de las baterías de litio, la gestión térmica y el diseño de protección podrían permitir baterías de iones de litio con una densidad energética de 350 vatios-hora por kilogramo y capacidades de carga rápida.
Las baterías de iones de litio con una densidad energética de 350 vatios-hora por kilogramo podrían proporcionar a los vehículos eléctricos una autonomía de casi 1.000 kilómetros. Combinado con la tecnología de carga rápida, la experiencia del usuario en vehículos eléctricos mejoraría significativamente.
