Universidad de Cornell: ya no es un sueño cargar una batería en segundos, ¡o incluso más rápido!

Muchas baterías actuales utilizan una estructura de doble electrodo Yin-Yang similar con aislamiento sin conductores. Ahora, sin embargo, los ingenieros de la Universidad de Cornell han desarrollado una nueva estructura inusual, gracias a sus vórtices entrelazados y carga instantánea. La nueva tecnología, basada en un complejo conjunto de formas porosas, el giroide 24, se utilizó anteriormente para fabricar grafeno, un "material milagroso bidimensional".

También hay una película de carbono ultradelgada, aunque no exactamente igual que el grafeno, ensamblada mediante un proceso de autoensamblaje llamado copolímero de bloques.

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

Los poros se recubren con una capa de separación de aproximadamente 10 nanómetros de espesor, luego se agrega un cátodo de azufre y el espacio final se llena con un polímero conductor llamado PEDOT.

Cada poro puede almacenar y transmitir energía, como una batería en miniatura. Pero al dispersarlos sobre la enorme superficie de las espiroquetas, la densidad de energía de la nueva estructura es mucho mayor que la de los diseños de baterías convencionales.

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

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

Más importante aún, el campo de interpenetración se reduce a la nanoescala, por lo que podemos aumentar exponencialmente la densidad de energía.

En otras palabras, puede obtener energía en menos tiempo que una batería convencional.

Aun así, el nuevo diseño no está exento de defectos. Cuando la batería está cargada y descargada, el azufre se expande, mientras que la porción PEDOT no lo hace. Este último se desgastará con el tiempo. Wiesner dijo:

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

El equipo está trabajando actualmente en este tema mientras busca una patente para la prueba de concepto. Los detalles de este estudio se publicaron en la revista Energy and Environmental Science, publicada recientemente.

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