La Dra. Daniela Alburquenque Muñoz, investigadora de CEDENNA y del Centro de Nanotecnología Aplicada de la Universidad Mayor, liderará junto con el Dr. Chandra Kumar (Escuela de Ingeniería del mismo plantel) un proyecto interuniversitario orientado a desarrollar materiales que permitan mejorar el desempeño de baterías de ion-litio y supercapacitores.
La iniciativa fue seleccionada en la cuarta versión del Concurso Interuniversitario de Iniciación en Investigación Asociativa, convocatoria que recibió 27 postulaciones y financió seis proyectos por un monto global de $90 millones. La red que impulsa el concurso reúne a ocho universidades chilenas y busca promover investigaciones desarrolladas por equipos de distintas instituciones.
El proyecto, titulado “Estudios experimentales y teóricos de heteroestructuras espinela/MoS₂ para mejorar la cinética electroquímica y la conductividad en electrodos aplicados a supercapacitores y baterías de ion-litio”, será desarrollado por especialistas de las universidades Mayor, San Sebastián, Adolfo Ibáñez y Autónoma de Chile.
La investigación estudiará heteroestructuras que combinan óxidos metálicos tipo espinela con 1T-MoS₂, un material bidimensional formado por capas extremadamente delgadas. La combinación busca facilitar el movimiento de iones y electrones dentro de los electrodos, uno de los factores que determina la capacidad de almacenamiento, la velocidad de carga y descarga y la estabilidad de los dispositivos.
El equipo abordará el problema mediante la síntesis y caracterización de nuevos materiales, pruebas electroquímicas y cálculos teóricos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad, conocida como DFT. A estas herramientas se sumará el uso de inteligencia artificial para analizar y relacionar las propiedades estructurales, electrónicas y electroquímicas de los materiales estudiados.
Según explicó la Dra. Alburquenque, el propósito es aprovechar las propiedades complementarias de ambos materiales para favorecer el transporte de cargas y mejorar el funcionamiento de baterías y supercapacitores. La investigadora también subrayó el valor de las redes científicas que se generan a partir de este tipo de proyectos y que, en sus palabras, “trascienden al proyecto”.
Las baterías de ion-litio almacenan energía mediante el desplazamiento de iones entre sus electrodos y son utilizadas en teléfonos celulares, computadores, vehículos eléctricos y sistemas asociados a energías renovables. Los supercapacitores, en tanto, pueden entregar y recibir energía con rapidez, por lo que se emplean en aplicaciones que requieren ciclos frecuentes de carga y descarga.
El proyecto buscará avanzar en materiales que combinen una mayor capacidad de almacenamiento con procesos de carga más rápidos y una mejor estabilidad durante su uso. Estos desafíos son parte de la investigación actual en almacenamiento energético, especialmente ante el crecimiento de tecnologías que necesitan dispositivos más eficientes y de mayor duración.
La investigación se relaciona directamente con el trabajo que Daniela Alburquenque desarrolla en CEDENNA. La científica es especialista en fisicoquímica del estado sólido, síntesis y caracterización electroquímica de materiales catódicos nanoestructurados y desarrollo de materiales para baterías de ion-litio.
La adjudicación permitirá reunir capacidades experimentales y teóricas de cuatro universidades y avanzar en una investigación que conecta nanociencia, ciencia de materiales, electroquímica, modelación computacional e inteligencia artificial.
Para CEDENNA, la participación de una de sus investigadoras en esta iniciativa también fortalece el trabajo colaborativo con otros grupos científicos del país y contribuye al desarrollo de conocimientos y materiales aplicables a nuevas tecnologías de almacenamiento de energía.
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