22 años de personalización de baterías
APR 14, 2023 Pageview：123
Introducción
Investigadores de UC Irvine han desarrollado un método que puede alterar la forma en que se fabrican las baterías en el futuro. ¿Puedes imaginarte una batería que nunca necesite recargarse y que potencialmente pueda alimentar tu casa o tu auto? Cuando la perseverancia y la buena fortuna se combinan, se pueden lograr avances asombrosos que tienen un impacto significativo en el uso futuro de la energía. Y así sucedió que Mya Le Thai, una estudiante de química que buscaba su doctorado en la Universidad de California, Irvine, por accidente creó un método que permitiría que una batería almacenara cargas indefinidamente. Nos estamos acercando a una batería que nunca necesitaría ser reemplazada con material de batería basado en nanocables que se puede recargar sin fin.
Mya estaba experimentando en el laboratorio con distintos materiales cuando decidió recubrir unos nanocables de oro con una capa de gel muy fina. Los filamentos del capacitor mantienen sus cualidades bajo cientos de miles de cargas debido al gel delgado que cubre los cables.
Batería nueva que dura para siempre
Como parte del compromiso del Departamento de Defensa de fabricar baterías que duren más y sean más resistentes, las nuevas baterías se están desarrollando en GE Research en Niskayuna, que sirve como el sitio de investigación principal de GE. Las nuevas baterías se están creando en GE Research en Niskayuna , que sirve como centro de investigación principal de GE, como parte de una iniciativa del Departamento de Defensa para producir baterías que duren más y sean más robustas. InterMetallic MORphogen Tailored Activity Lithium es la abreviatura de la batería IMMORTAL. La batería que durará esencialmente para siempre es esa.
¿Qué pasaría si los procesos químicos en sistemas no vivos más sencillos, como las baterías, pudieran configurarse para evitar el deterioro y aumentar la vida útil? "Los sistemas biológicos prolongan su vida útil al utilizar reacciones químicas complejas y retroalimentación para evitar que las piezas se descompongan. ¿Qué pasaría si los procesos químicos en sistemas no vivos más sencillos, como las baterías, pudieran configurarse para evitar el deterioro y aumentar la vida útil? "Cuando alguien tiene un corte, puede aplicar un ungüento antibiótico para detener la infección y acelerar la curación de una lesión". Según Sreekar Karnati, ingeniero principal en el Laboratorio de Fabricación Avanzada de GE Research, "lo que estamos innovando es más proactivo. En lugar de permitir que el metal se corroa y se agujeree, "estamos construyendo una capa superficial protectora sobre aleaciones de aluminio que pueden autorrepararse o renovarse".
Según GE, las aplicaciones futuras para las nuevas baterías robustas incluyen el uso en vehículos, aeronaves e infraestructura significativa.
Vaya a crear una batería que dure para siempre
Considere una batería que pueda cargarse continuamente. No más tirar teléfonos celulares debido a que se están agotando las baterías. No habrá más descargas de baterías de iones de litio
Gracias a los esfuerzos de investigadores de la Universidad de California, Irvine, esto está un paso más cerca de convertirse en realidad. Por casualidad, se hizo el hallazgo que podría resultar en baterías extremadamente duraderas. Los nanocables son cables conductores extremadamente pequeños que tienen un enorme potencial para su uso en baterías. Un grupo de académicos encabezado por Reginald Penner, presidente del departamento de química de la universidad, había estado explorando los nanocables. Los nanocables son débiles y, después de un número determinado de ciclos de carga, generalmente comienzan a deshilacharse y romperse.
Una candidata a doctorado en el laboratorio de Penner llamada Mya Le Thai tomó la decisión aleatoria de reemplazar el electrolito líquido que rodeaba el conjunto de nanocables con un electrolito en gel un día. Según Penner, "empezó a hacer funcionar estos condensadores de gel y ahí fue cuando nos llevamos la sorpresa". "Esta cosa ha estado ciclando 10 000 veces y todavía está funcionando", comentó. Unos días después, regresó y dijo: "Ha ciclado durante 30 000 ciclos". Eso persistió durante un mes. Una candidata a doctorado en el laboratorio de Penner llamada Mya Le Thai tomó la decisión aleatoria de reemplazar el electrolito líquido que rodeaba el conjunto de nanocables con un electrolito en gel un día.
El grupo entendió que estaban tratando con algo único. Sin embargo, tienen una teoría de por qué el uso de un electrolito en gel parece evitar que los nanocables se desintegren. El gel es comparable en grosor a la mantequilla de maní, según Penne.
El ochenta por ciento de los nanocables de óxido de manganeso, que son cientos de veces más delgados que el cabello humano, son porosos. Los nanocables se vuelven más suaves con el tiempo a medida que el gel viscoso se filtra gradualmente en sus poros. Su fragilidad se ve atenuada por esta suavidad. Según Penner, "los nanocables comienzan a desintegrarse después de 5000 ciclos con líquido regular". Empiezan a caerse después de eso. Nada de eso está ocurriendo en el gel.
El equipo está intentando probar esta teoría. Si es preciso, seguirán probando varios materiales y geles para encontrar cuáles funcionan mejor. Los nanocables envueltos en gel podrían usarse algún día como un componente en baterías extremadamente duraderas si la investigación se mantiene. Penner agrega que, aunque ha estado recibiendo llamadas de empresas interesadas en el trabajo que ha producido su laboratorio, es probable que falten varios años para ello.
El panorama más amplio es que la estabilización del tipo de nanocables que investigamos se puede lograr de una manera relativamente sencilla, según Penner. "La comunidad se beneficiaría enormemente si esto resulta ser generalmente cierto".
Una batería que dura diez o dos años podría sobrevivir fácilmente al dispositivo que alimenta porque la vida útil de la mayoría de los aparatos electrónicos domésticos está restringida por factores distintos a la duración de la batería. "Es posible que nunca necesite comprar dos de ellos si pudiera obtener 100,000 ciclos de una batería de iones de litio", agrega Penner. Estamos hablando de una vida útil de veinte años, o incluso más. "Es posible que nunca necesite comprar dos de ellos si pudiera obtener 100,000 ciclos de una batería de iones de litio", agrega Penner. Estamos hablando de una vida útil de veinte años, o incluso más.
¿Qué es una batería de larga duración?
Se dice que una batería es de larga duración si su vida útil es de diez años o más.
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