Referencia de batería de iones de litio de nanotubos de carbono

Se han desarrollado diferentes baterías en los últimos años. Las baterías de litio son un gran invento.

Definición de batería de iones de litio de nanotubos de carbono

Las baterías de iones de litio, desde vehículos eléctricos hasta dispositivos electrónicos portátiles, reciben una atención considerable en las aplicaciones debido a su mayor densidad de energía que otros tipos de dispositivos de batería recargable.

Sin embargo, se necesita una investigación constante para encontrar nuevos materiales, con capacidades avanzadas, en una necesidad general de baterías de iones de litio más ligeras, delgadas y con mayor capacidad. Tal esfuerzo requiere un desarrollo sólido tanto del electrodo como del electrolito, con el fin de mejorar la capacidad de la batería, la vida útil y las tasas de descarga, mientras se mantiene el más alto nivel de protección.

El nanotubo de carbono (CNT) es un candidato para su uso en baterías de iones de litio debido a su conjunto único de propiedades electromecánicas y mecánicas. En comparación con el carbón convencional, como el negro de humo y el grafito, la inclusión de CNT como aditivo conductor en cargas de bajo peso proporciona una estrategia más eficiente para establecer una red electroquímica. Además, en forma de material de almacenamiento activo de iones de litio en los CNT o en forma de material de soporte para un material de ánodo de ultra alta potencia como el silicio o el germanio, el electrodo autoportante (ausente de cualquier aglutinante o colector presente) tiene potencial.

El potencial de iones de litio reversible medido para los ánodos basados en CNT puede ser superior a 1000 mAh, dependiendo de los factores experimentales, lo que representa una mejora de 3 veces con respecto al ánodo de grafito convencional. La principal ventaja de los ánodos CNT independientes es la eliminación de los colectores de corriente de cobre, lo que puede resultar en un aumento en la densidad de energía específica de más del 50% para el diseño total de la batería.

Sin embargo, para un esfuerzo de desarrollo, es necesario superar los desafíos actuales de la investigación, incluida la pérdida del primer ciclo y la cristalización del papel para los electrodos de CNT cíclicos libres. El uso de la modificación de los métodos de pre-litolización y la matriz de nanotubos de carbono de pared simple debería aumentar la densidad de energía de la futura batería en CNT. Se pueden hacer más avances con estructuras abiertas y fracciones ricas en chakras de semiconductores o tanques de metal, que pueden mejorar la capacidad y el transporte de energía en baterías de iones de litio alimentadas por baterías.

Propiedades de la batería de iones de litio de nanotubos de carbono

Las baterías de iones de litio y carbono se utilizan en todo el mundo por muchas razones. Hay muchas propiedades que hacen que estas baterías sean diferentes de todas las demás baterías. En primer lugar, estas baterías tienen una densidad de energía muy superior y se pueden utilizar una y otra vez. Además, estas baterías tienen muchos tipos diferentes entre los que puede elegir. Si está buscando las baterías que funcionen mejor, las baterías de iones de litio son las mejores opciones.

Aplicaciones de la batería de iones de litio de nanotubos de carbono

Hay muchas aplicaciones diferentes de las baterías de iones de litio. Algunas de esas aplicaciones son las siguientes:

Nanotubos de carbono en el sector sanitario

Los investigadores mejoraron el implante dental agregando nanotubos a la superficie del material del implante. Demostraron que el dióxido de titanio en nanotubos es mejor para los huesos que los implantes de titanio estándar. También han demostrado que pueden llenar nanotubos con medicamentos antiinflamatorios que se aplican en el área que rodea su implante.

Los investigadores del MIT han desarrollado un sensor con nanotubos de carbono incrustados en un gel; Que se puede inyectar debajo de la piel para controlar el nivel de óxido nítrico en la sangre. El nivel de óxido nítrico es importante porque indica inflamación, lo que facilita el seguimiento de enfermedades inflamatorias. En pruebas con ratas de laboratorio, los sensores han estado funcionando durante más de un año.

Los investigadores han mostrado músculos artificiales hechos de hilos tejidos con nanotubos de carbono y rellenos de cera. Las pruebas han demostrado que los músculos artificiales pueden levantar 200 veces más peso que el mismo tamaño que los músculos naturales.

Los nanotubos ligados a un anticuerpo producido por pollos han demostrado su utilidad en pruebas de laboratorio destinadas a destruir tumores de cáncer de mama. Los nanotubos que contienen anticuerpos son atraídos por proteínas producidas por un tipo de célula de cáncer de mama. Una vez conectados a estas células, los nanotubos absorben la luz de un láser infrarrojo, queman nanotubos y adhieren tumores.

Nanotubos de carbono y el medio ambiente

Los nanotubos de carbono se fabrican para limpiar el derrame de petróleo. Los investigadores han descubierto que debido al aumento de los nanotubos de carbono, la adición de átomos de boro hace que se desarrollen en la esponja, que a menudo parece el material capaz de absorber su peso en aceite. Estos saltos de esponja de nanotubos son magnéticos, que una vez ofrecen la posibilidad de recuperarlos cuando se llenan de aceite.

Estos se utilizan en forma de orificios en la membrana para operar la planta desaladora por ósmosis inversa. Las moléculas de agua pasan más fácilmente que las paredes lisas de los nanotubos de carbono, en comparación con otros tipos de nanoporos, que requieren menos energía. Otros investigadores utilizan nanotubos de carbono para desarrollar equipos esenciales de tratamiento de agua pequeños y baratos en los países en desarrollo.

Los sensores que utilizan elementos de detección pueden detectar una serie de vapores químicos. Los sensores funcionan respondiendo al cambio en la resistencia de los nanotubos de carbono en presencia de un vapor químico.

Investigadores de la Universidad de Menten en Texas demostraron un método para rociar nanotubos de carbono en superficies plásticas flexibles para crear sensores. Los investigadores creen que este método puede producir sensores de menor costo en superficies como envoltorios de plástico, de modo que los sensores puedan detectar alimentos en mal estado.

Un sensor de nanotubos barato puede detectar bacterias en el agua potable. Un anticuerpo especial sensible a las bacterias se une a los nanotubos y luego se almacena en el papel. Cuando la bacteria está presente, el espacio entre el nanotubo y el papel de nanotubo cambia la fuerza de la red y la agrega al anticuerpo.

Los nanotubos de carbono con nanopartículas de oro se pueden usar para recolectar gotas de aceite contaminante. Debido a que la punta dorada atrae el agua, el carbón es atraído por el aceite. Como resultado, los nanotubos forman conchas alrededor de las gotas de aceite, los extremos de carbono se dirigen hacia el aceite y los extremos de oro hacia el agua.

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