Sobre la estructura de las baterías en espiral que se pueden cargar instantáneamente

Muchas de las baterías actuales han adoptado estructuras de electrodos duales Yin y Yang similares, con aislamiento sin conductor en el medio. Pero ahora, los ingenieros de Cornell han desarrollado una nueva estructura inusual que utiliza estructuras de vórtice entrelazadas y tiene las características de carga instantánea. La nueva tecnología se basa en un conjunto complejo de formas porosas (giroscopios) que se usaban anteriormente para fabricar grafeno, un "material milagroso bidimensional".

Además, la nueva batería también utiliza una película de carbono ultrafina (aunque no se puede comparar con el grafeno), mediante un proceso de autoensamblaje denominado "copolímero en bloque".

Esta espiral 24 a base de carbono forma el ánodo de la batería, que contiene miles de orificios, cada uno de unos 40 nm de ancho.

Estos poros se recubren con una capa de separación de aproximadamente 10 nm de espesor, seguida de un cátodo de azufre y finalmente se rellenan con un polímero conductor llamado PEDOT para llenar la última parte del espacio.

Cada poro puede almacenar y transmitir energía, similar a una batería en miniatura. Pero al distribuirlos sobre la enorme superficie de Helix, la densidad de energía de la nueva arquitectura es mucho mayor que la del diseño de batería tradicional.

En la práctica, esto significa que la batería se puede cargar en segundos o incluso más rápido, dicen los investigadores. Ulrich Wiesner, investigador principal, declaró:

Esta estructura tridimensional básicamente elimina todas las pérdidas de volumen en el dispositivo.

Más importante aún, el área de penetración mutua se ha reducido a la nanoescala, por lo que podemos aumentar exponencialmente la densidad de energía.

En otras palabras, puede obtener energía en menos tiempo que la estructura de batería convencional.

Aun así, el nuevo diseño no está exento de defectos. Cuando la batería está cargada y descargada, el azufre se expande y la parte PEDOT no. Con el tiempo, este último se desgastará gradualmente. Wiesner señaló:

A medida que el azufre se expande, estos diminutos polímeros se hacen pedazos. Cuando se contrae de nuevo, no se puede volver a conectar. Esto significa que parte de la batería 3D ya no se puede utilizar.

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