Actualidad | Noticias | 22 ABR 2016

Científicos descubren cómo hacer baterías de iones de litio que duren toda la vida

Tags: smartphone
El descubrimiento podría conducir a periodos de vida muy largos de baterías en ordenadores, 'smartphones', electrodomésticos, automóviles y naves espaciales.
baterías
Lucas Mearian

¿Quién dice que jugar es una pérdida de tiempo? Investigadores de la Universidad de California en Irvine (UCI) estaban haciendo exactamente eso cuando descubrieron la forma de aumentar la resistencia a la tracción de nanocables que podrían utilizarse para fabricar baterías de iones de litio que duraran virtualmente para siempre.

Los investigadores han seguido utilizando nanocables en las baterías durante años debido a que los filamentos, miles de veces más delgadas que un cabello humano, son altamente conductores y tienen una gran superficie para el almacenamiento y para la transferencia de electrones. El problema que se han encontrado, sin embargo, es que los nanocables también son extremadamente frágiles y no soportan bien a las repetidas cargas y descargas, conocidas como "ciclos". Por ejemplo, en una típica batería de iones de litio, que se expanden y crecen frágiles, lo que conduce a la formación de grietas.

La estudiante de doctorado de la UCI Mya Le Thai resolvió el rompecabezas de la fragilidad mediante el recubrimiento de un nanocable de oro en una cáscara de dióxido de manganeso y encerrando el conjunto en un electrolito hecho de un gel similar al plexiglás. La combinación, afirmaron, es fiable y resistente a la rotura.

Los nanocables de oro fueron rodeados por una capa electrodepositada de gel similar al plexiglás, llamado carbonato de propileno, que tiene un espesor de entre 143 y 300 nanómetros. Los condensadores idénticos in el gel demostraron estabilidades del ciclo que van desde 2.000 a 8.000 ciclos. Con él, los nanocables llegaron hasta las 200.000 recargas.
Los resultados fueron publicados hoy en las Cartas de Energía de la Sociedad Química Americana.

En este caso el trabajo duro combinado con la casualidad dio sus frutos. "Mya estaba jugando, y recubrió todo esto con una capa muy delgada de gel y empezó un ciclo de ella", explicó Reginald Penner, director del departamento de química de la UCI. "Ella descubrió que tan solo mediante el uso de este gel, que se pudieron aplicar ciclos miles de veces sin perder capacidad. Fue una locura porque estas cosas suelen morir de una forma dramática después de 5.000 o 6.000 o 7.000 ciclos la mayoría de las veces".

Los investigadores creen que el gel plastifica el óxido de metal en la batería y le da flexibilidad, lo que previene la formación de grietas. Thai, la líder del estudio, ha realizado el ciclo del nanocable-electrodo mejorado hasta 200.000 veces durante más de tres meses sin detectar ninguna pérdida de capacidad o poder y sin fracturar ningún nanocable.

"Todos los condensadores de nanocables pueden extenderse desde 2.000 hasta 8.000 ciclos a más de 100.000 ciclos, simplemente mediante la sustitución de un electrolito líquido con un electrolito de gel ...", escribieron los investigadores en su artículo. El resultado: las baterías comerciales podrían durar toda la vida en ordenadores, teléfonos inteligentes, electrodomésticos, automóviles y vehículos espaciales.

"El electrodo recubierto mantiene su forma mucho mejor, por lo que es una opción más fiable," comentó Mya Le Thai en un comunicado. "Esta investigación demuestra que un electrodo de batería a base de nanocables puede tener una larga vida útil y que puede hacer este tipo de baterías en una realidad".

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