Comparación entre batería de grafeno y batería de litio

Con la mejora de la tecnología, durante la última década, los dispositivos tecnológicos como teléfonos, televisores y computadoras han mejorado enormemente. Nuestras casas y automóviles también se han vuelto "más inteligentes" de lo que solían ser. Es por eso que nos hemos vuelto aún más dependientes de nuestras diversas fuentes de energía para proporcionarnos la energía necesaria para alimentar nuestros dispositivos. En el área de proporcionar energía para todos, en la parte superior de la lista están las baterías de iones de litio. Sin embargo, el escenario parece estar cambiando. Ahora existe la aplicación de la tecnología de grafeno y las baterías a una escala más amplia para almacenar también energía como la que se almacena el ión de litio.

A diferencia de los otros tipos de baterías, la batería de iones de litio tiene un peso muy bajo y proporciona el voltaje más alto con la densidad de energía más alta. Las baterías de iones de litio también son la fuente de energía más popular en la electrónica de consumo debido a su larga vida útil.

Aunque tiene muchas ventajas, las desventajas que tiene no pueden ni deben pasarse por alto. Debido a su gran capacidad, las baterías de iones de litio pueden representar una amenaza para la seguridad. Cuando la durabilidad también es motivo de preocupación, no son tan duraderos como otros, puede que no sean demasiado caros, pero su precio debería ser más barato de lo que ya es. Y luego, también pueden sobrecargarse o sobrecargarse según el caso y esto afecta el rendimiento a lo largo del tiempo. Los problemas de transporte también son un problema que traen las baterías de iones de litio porque las baterías de iones de litio representan un riesgo para el envío. La razón por la que se destacan es que se trata de desafíos que pueden y deben abordarse. Entonces, ¿hay una mejor opción en este momento? Hablemos de las baterías de grafeno.

¿Las baterías de grafeno usan litio?

Sabemos que el grafito es un conductor eléctrico y es útil en muchas aplicaciones, como los electrodos de lámparas de arco. El grafeno puede conducir electricidad debido a la fuerte presencia de electrones en las capas de carbono (este es un fenómeno llamado aromaticidad). Estos son electrones de valencia que pueden moverse libremente hacia otros para conducir la electricidad. Pero entonces, la electricidad se conduce principalmente en la llanura de las capas. Las propiedades de conducción del grafito en polvo también permiten su uso como sensor de presión en micrófonos de carbono.

La gran mayoría de las baterías de iones de litio utilizan polvo de grafito como material de ánodo. Los materiales de grafito se producen sintéticamente (grafito artificial) o se extraen de la tierra (grafito natural), luego se someten a un tratamiento o procesamiento intensivo antes de hornearse en una hoja de cobre en forma de ánodo. Se sabe que los ánodos de grafito cumplen los diversos requisitos de voltaje de los cátodos de iones de litio más comunes. Son relativamente baratos, muy ligeros, porosos y duraderos.

Explicación tecnológica de la batería de grafeno y la batería de litio

Actualmente se están estudiando baterías basadas en grafeno para diversas aplicaciones comerciales. El rendimiento mejorado y los admirables beneficios del ciclo de vida de la batería basada en grafeno en comparación con las baterías de iones metálicos convencionales valen la pena cada centavo invertido en estudiarla.

El grafeno es una capa de átomos de carbono enlazados en forma de celosía con patrón de panal, y se conoce como un "material maravilloso". Esto se debe a las numerosas propiedades sorprendentes que tiene. Es un potente conductor de energía térmica y eléctrica. El grafeno es extremadamente ligero, químicamente inerte y también flexible. Pero eso no es todo, el grafeno también tiene una gran superficie. También se ha considerado respetuoso con el medio ambiente y, como tal, sostenible, con posibilidades ilimitadas para muchas aplicaciones.

En el estudio de las baterías, los materiales de los electrodos para baterías convencionales (y las futuras) han mejorado considerablemente con la introducción del grafeno. Una batería de grafeno suele ser liviana y puede almacenar energía de alta capacidad. También se cargan rápido, por lo que se sabe que reducen los tiempos de recarga. Esto prolonga la vida útil de la batería, afectando negativamente la cantidad de carbono depositado o agregado a los electrodos para asegurar la conductividad, y el grafeno aumenta la conductividad sin agregar nada a la cantidad de carbono utilizada como en las baterías convencionales.

Una introducción de grafenos a las baterías puede mejorar las propiedades de la batería, como su densidad y forma energética, y esto lo hace de diferentes formas. Las baterías de iones de litio (y los otros tipos de baterías recargables) se pueden mejorar introduciendo grafeno en el ánodo de la batería y utilizando la conductividad del material y un área grande para la optimización y el rendimiento morfológico.

El grafeno agrega una gran superficie a los cátodos y ánodos de las baterías. Le permite almacenar más energía y también aumentar la cantidad de energía que puede retener la batería, reduciendo así la pérdida de energía.

¿Las baterías de grafeno superarán a las de litio?

Dado que el grafeno tiene tantos usos, muchas veces se nos pregunta si la tecnología superará a las baterías de iones de litio en el futuro.

Puede pensar en esta tecnología, por ejemplo, como el GSM o dispositivo móvil de baterías para el futuro. ¿Te imaginas cómo Graphene puede producir un teléfono móvil totalmente flexible con solo permitir que los fabricantes fabriquen baterías de grafeno flexibles, lo que, a su vez, puede permitirles hacer pantallas de dispositivos móviles flexibles y circuitos flexibles? Cuando piensas en dispositivos portátiles, las baterías de grafeno se pueden incorporar en las telas que usan las personas, esto te ayuda a cambiar la forma en que interactúas con el medio ambiente. esto es aún más prometedor, ya que le permite tener sensores en su cuerpo o piel, lo que podría ayudarlo a leer los signos corporales importantes. No hace falta decir que el grafeno también será excelente para el laboratorio médico.

Otra aplicación importante de la tecnología del grafeno es la alimentación de dispositivos de Internet de alta velocidad. Estos dispositivos consumen mucha energía y requieren algo más que baterías de iones de litio para alimentarlos. Entonces, si desea esta aplicación, es posible que desee tecnología de grafeno.

Por el momento, la producción de baterías de grafeno no permite que puedan superar a las baterías de iones de litio. Esto se debe a que, aunque las baterías de grafeno se han mostrado muy prometedoras, todavía queda mucho trabajo por hacer para poder producirlas en grandes cantidades para el público.

El costo es otro problema que puede mitigar el uso de baterías de grafeno en una escala más amplia, son más caras de producir que las baterías de iones de litio.