Ion-Pairing Limits Crystal Growth in Metal-Oxygen Batteries

Aprotic alkali metal-oxygen batteries are widely considered to be promising high specific energy alternatives to Li-ion batteries. The growth and dissolution of alkali metal oxides such as Li2O2 in Li-O2 batteries and NaO2 and KO2 in Na- and K-O2 batteries, respectively, is central to the discharge and charge processes in these batteries. However, crystal growth and dissolution of the discharge products, especially in aprotic electrolytes, is poorly understood. In this work, we chose the growth of NaO2 in Na-O2 batteries as a model system and show that there is a strong correlation between the electrolyte salt concentration and the NaO2 crystal size. With a combination of experiments and theory, we argue that the correlation is a direct manifestation of the strong cation-anion interactions leading to decreased crystal growth rate at high salt concentrations. Further, we propose and experimentally demonstrate that cation-coordinating crown molecules are suitable electrochemically stable electrolyte additives that weaken ion-pairing and enhance discharge capacities in metal-oxygen batteries while not negatively affecting their rechargeability.Comment: 13 Pages, 4 Figures, 14 pages of Supplementary Informatio

Atomic layer deposition for nanomaterial synthesis and functionalization in energy technology

International audienc

Biotemplating pores with size and shape diversity for Li-oxygen Battery Cathodes

Synthetic porogens provide an easy way to create porous structures, but their usage is limited due to synthetic difficulties, process complexities and prohibitive costs. Here we investigate the use of bacteria, sustainable and naturally abundant materials, as a pore template. The bacteria require no chemical synthesis, come in variable sizes and shapes, degrade easier and are approximately a million times cheaper than conventional porogens. We fabricate free standing porous multiwalled carbon nanotube (MWCNT) films using cultured, harmless bacteria as porogens, and demonstrate substantial Li-oxygen battery performance improvement by porosity control. Pore volume as well as shape in the cathodes were easily tuned to improve oxygen evolution efficiency by 30% and double the full discharge capacity in repeated cycles compared to the compact MWCNT electrode films. The interconnected pores produced by the templates greatly improve the accessibility of reactants allowing the achievement of 4,942 W/kg (8,649 Wh/kg) at 2 A/ge (1.7 mA/cm2)

Inducción pregrado 2019-1

La Universidad de Medellín dio la bienvenida a los estudiantes nuevos pertenecientes al período lectivo 2019-1, en el Teatro Universidad de Medellín, en este evento los directivos y jefes de programa dieron el saludo inicial a los nuevos miembros de la comunidad UdeMedellín. Foto 1. Mesa Principal de izquierda a derecha De izquierda a derecha se encuentran: - Jefe de la Sección de Admisiones y Registro, Sandra Patricia Giraldo Montoya - Jefe de la División de Relaciones Internacionales, Milena Mejía Vásquez - Decano de la Facultad de Ciencias Sociales y Humanas, John Fernando Restrepo Tamayo - Decano de la Facultad de Comunicación, Luis Mariano González Agudelo - Decana de la Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas, Marta Cecilia Benítez Trujillo - Vicerrectora Administrativa y Financiera, Stella Saba López - Vicerrectora de Investigaciones, Nubia Amparo Palacio Lopera - Secretaria General, Esperanza Restrepo de Isaza - Rector, Néstor Hincapié Vargas - Vicerrectora Académica, Luz Doris Bolívar Yepes - Vicerrector de Extensión, Felipe Jaramillo Vélez - Decano de la Facultad de Derecho, Francisco Javier Valderrama Bedoya - Decano de la Facultad de Ingenierías, Carlos Eduardo López Bermeo - Decano de la Facultad de Ciencias Básicas, José Alberto Rúa Vásquez - Decano (E) de la Facultad de Diseño, Juan Sebastián Arias Flórez y - Jefe de la División de Desarrollo Humano y Bienestar Universitario, Reiner Estrada Castaño. Foto 2. Mesa principal de derecha a izquierda - Jefe de la División de Desarrollo Humano y Bienestar Universitario, Reiner Estrada Castaño. - Decano (e) de la Facultad de Diseño, Juan Sebastián Arias Flórez - Decano de la Facultad de Ciencias Básicas, José Alberto Rúa Vásquez - Decano de la Facultad de Ingenierías, Carlos Eduardo López Bermeo - Decano de la Facultad de Derecho, Francisco Javier Valderrama Bedoya - Vicerrector de Extensión, Felipe Jaramillo Vélez - Vicerrectora Académica, Luz Doris Bolívar Yepes - Rector, Néstor Hincapié Vargas - Secretaria General, Esperanza Restrepo de Isaza - Vicerrectora de Investigaciones, Nubia Amparo Palacio Lopera - Vicerrectora Administrativa y Financiera, Stella Saba López - Decana de la Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas, Marta Cecilia Benítez Trujillo - Decano de la Facultad de Comunicación, Luis Mariano González Agudelo - Decano de la Facultad de Ciencias Sociales y Humanas, John Fernando Restrepo Tamayo - Jefe de la División de Relaciones Internacionales, Milena Mejía Vásquez y - Jefe de la Sección de Admisiones y Registro, Sandra Patricia Giraldo Montoya Foto 3. Palabras del Rector El señor Rector fue el encargado de dar las palabras oficiales de bienvenida a los estudiantes nuevos pertenecientes al período 2019-1, donde les reiteró que la Universidad de Medellín es su casa y que en ella serán formados como Profesionales Integrales y Ciudadanos Humanizados