Nuestro objetivo es el desarrollo de una comprensión fundamental que derive en soluciones prácticas para los nuevos productos químicos de las baterías de metal-aire (sodio-aire, zinc-aire, etc.). Esto se traducirá en un importante avance de las aplicaciones de las baterías estacionarias y móviles.

Nuestra línea de investigación se centra en el desarrollo de la próxima generación de baterías de metal-aire (sodio-aire, zinc-aire) como alternativa a las de litio-ion, especialmente en lo que respecta al rendimiento, la vida útil y la seguridad de las baterías. Nuestro objetivo es explotar el potencial de estas baterías -que poseen altas energías específicas teóricas y ofrecen considerables ventajas potenciales- explorando nuevas con densidades de energía mejoradas (en comparación con las disponibles actualmente). Nos interesan los aspectos más fundamentales (por ejemplo, la catálisis de las reacciones de reducción de oxigeno - ORR y de evolución de oxigeno - OER; la química de solvatación, los electrolitos), al tiempo que consideramos su aplicación práctica en aplicaciones móviles y estacionarias. No obstante, es preciso hacer frente a considerables desafíos antes de que sea posible una explotación comercial generalizada - siendo la recargabilidad de estos dispositivos uno de los mayores retos.

Se requiere una comprensión profunda y fundamental para que las reacciones permitan el almacenamiento eficiente de energía. Para ello empleamos las técnicas más avanzadas (como la espectroscopia, la difracción de rayos X, la microscopia electrónica y la resonancia magnética nuclear) para estudiar los complejos procesos químicos y electroquímicos que tienen lugar en estos sistemas. También desarrollamos nuevos enfoques para comprender mejor los materiales de los electrodos y los electrolitos mediante el desarrollo de modelos experimentales y computacionales, que facilitan nuevos avances en este campo y en la investigación en general.

Nuestra línea de investigación se centra actualmente en las baterías de sodio-aire (baterías Na-aire) y de zinc-aire (baterías Zn-aire) y se dedica a avanzar en estas nuevas químicas mediante la exploración de:

• Nuevos materiales catódicos basados en grafeno como alternativa a las capas de difusión de gas convencionales.
• Comprensión de la solvatación en las baterías de Na-O₂ para permitir nuevas formulaciones de electrolitos.
• Resolver los problemas asociados con los ánodos de sodio y zinc, como la formación de dendritas.
• Nuevos electrolitos biopoliméricos en gel para superar la pérdida de agua en los electrolitos acuosos.

Los proyectos actuales incluyen: i) caracterización fundamental, ii) utilización de cátodo de grafeno, iii) nuevas formulaciones de electrolito para baterías de Na-O₂ con una excelente ciclabilidad, y iv) nuevos electrolitos biopoliméricos para baterías acuosas recargables de Zn-aire. Nuestra investigación no sólo comprende la investigación fundamental, sino también la colaboración con la industria para proporcionar soluciones prácticas que den lugar a productos con valor añadido, o a nuevos sistemas maduros para su explotación en el mercado.