¿Sabe quién es el inventor de la batería de iones de litio?

Un nuevo e importante estudio en el mundo de la energía lo llevó a cabo el físico estadounidense John Goodenough, famoso por haber inventado las baterías de iones de litio, que ahora se utilizan en dispositivos de todo tipo. El científico, a la venerable edad de 94 años, ha diseñado un nuevo tipo de batería "totalmente de estado sólido" junto con un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin, con una recarga más rápida y la capacidad de acumular energía tres veces mayor. .

El estudio, publicado en la Royal Society of Chemistry y realizado por John Goodenough en colaboración con la investigadora principal Maria Helena Braga de la Escuela Cockrell, consiste en el desarrollo de una nueva solución energética de bajo costo, incombustible y de mayor duración con un alta densidad de energía volumétrica. Las baterías de litio actuales utilizan electrolitos líquidos para transportar los iones a través del ánodo (la parte negativa de la carga) y el cátodo (la parte positiva).

Este proceso no permite la recarga rápida de los acumuladores, que en caso de ser forzados podrían provocar dendritas o "bigotes de metal", provocando un cortocircuito a explosiones e incendios. Los investigadores, por tanto, para superar esta limitación, se apoyan en electrolitos de vidrio que permiten el uso de un ánodo de metal alcalino sin formar dendritas y garantizan el funcionamiento de la batería en condiciones de hasta -20 ° C.

Historia del inventor de la batería de iones de litio:

A los 94 años todavía se puede soñar en grande, y el físico estadounidense John Goodenough es un ejemplo: famoso por haber inventado las baterías de iones de litio, ahora utilizadas en dispositivos de todo tipo, a su venerable edad llegó a concebir otra idea, que podría ser revolucionaria. . El científico, jefe de un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin, inventó un nuevo tipo de batería, capaz de almacenar energía tres veces más y con carga rápida. Gracias a su descubrimiento, quizás algún día podamos encontrar en el mercado baterías recargables capaces de durar más y recargarse más rápido (en minutos, no en horas) que las que están a la venta en la actualidad.

La investigación sobre la nueva batería de "estado sólido" se ha publicado en la revista científica Energy & Environmental Science Journal. Los investigadores utilizaron un electrolito de vidrio en lugar de líquido: esto permitió solucionar algunos de los problemas típicos de las baterías de litio. Este último tiene varias limitaciones: los electrolitos líquidos no permiten que los acumuladores se recarguen rápidamente.

También están sujetos a cortocircuitos y explosión de la batería debido a la recarga rápida. El electrolito de vidrio, por otro lado, evita la formación de circunstancias que conducen a un mal funcionamiento y permite que las baterías funcionen incluso a bajas temperaturas (hasta -20 ° C).

Goodenough y su equipo están trabajando para perfeccionar cada vez más las baterías, que algún día puedan soportar fácilmente recargas rápidas y ciclos de recarga frecuentes, además de ser completamente seguras y evitar el riesgo de incendios. Gracias a la energía que pueden almacenar, también se pueden utilizar para coches eléctricos. "Los costos, la seguridad, la energía y los ciclos de recarga son cuestiones críticas para las baterías de automóviles ecológicos y para garantizar que se compren más", dijo el científico.

El efecto histórico del inventor de la batería de iones de litio:

Por tanto, el objetivo primordial de los investigadores, pero también de las multinacionales que operan en el campo de los coches eléctricos y dispositivos electrónicos de cualquier tipo, radica en desarrollar una batería que finalmente no requiera ser recargada tras unas horas de uso, pero que pueda tener autonomía. de días pares.

Quien lograra crear este tipo de acumulador tendría la clave del éxito. Todos correrían inmediatamente a comprar el nuevo teléfono inteligente que puede permanecer encendido incluso una semana entera sin necesidad de recargarlo. Pero, ¿es posible este objetivo? Ciertamente que sí, aunque probablemente no esté cerca en términos de tiempo.

Para comprender cuán lentamente avanza la tecnología detrás de las baterías recargables, será bueno hacer una breve historia. Las pilas recargables hacen su aparición a mediados del siglo XIX; esto significa que hoy tienen 165 años de historia a sus espaldas, y un período en el que su evolución, en realidad, no fue para nada vertiginosa, como sucedió con la mayoría de los demás dispositivos que tenemos hoy.

Las primeras baterías recargables fueron de plomo-ácido; solo piense que obviamente en una versión revisada y corregida, todavía se usan hoy. Las baterías de plomo-ácido son muy resistentes en comparación con las modernas baterías de iones de litio; Producen alta energía incluso si tienen una baja densidad energética. Las baterías de plomo grandes se utilizan hoy en día para arrancar automóviles y motocicletas.

¿Cree que las baterías de iones de litio se enfrentan al nuevo desafío en la actualidad?

Otro aspecto por el que estas baterías serían preferibles a las baterías de iones de litio también se refiere a su resistencia al frío y al calor. Todos sabéis que un smartphone en invierno, cuando hace un frío especial (es decir, cuando las temperaturas descienden por debajo de los 10 grados) ralentiza enormemente su rendimiento. Cuando hace calor, se sobrecalientan y, a veces, incluso se apagan. En casos extremos, las baterías también podrían explotar.

Sin embargo, las baterías de plomo tienen un rendimiento inferior y, con el tiempo, han intentado encontrar materiales de reemplazo: primero, el cadmio, que se adoptó a principios del siglo XX, pero que a principios del siglo XXI fue prohibido en la Comunidad Europea por tratarse de un producto. Metal pesado.

Finalmente, se empezaron a utilizar iones de litio, que en cuanto al plomo garantizan una capacidad energética decididamente superior: las baterías de plomo entregan una densidad energética de aproximadamente 30 WH / kg, mientras que las baterías de litio tienen una densidad de 150 WH / kg.

Pero incluso estas baterías son susceptibles de mejoras, y los iones de litio, de manera plausible, podrían ser reemplazados por grafito o aluminio. En este sentido, ya se han realizado experimentos que auguran un buen augurio; sin embargo, necesita encontrar formas de hacer que estas baterías sean lo suficientemente pequeñas como para poder alimentar incluso un reloj inteligente.

También parece que se están desarrollando sistemas para poder recargar un teléfono móvil incluso a distancia, con un sistema basado en campos electromagnéticos aunque todo esto no suceda en breve.