Nueva estructura permite a las baterías de iones de litio cargarse más rápidamente

Artículo original escrito por Joey Peters el 22 de marzo de 2011 y publicado en Scientific American.

Una nueva tecnología podría crear un tiempo de carga más rápido para las baterías de iones de litio.

Un grupo de investigación de la Universidad de Illinois ha desarrollado una tecnología que puede tener implicaciones para los vehículos eléctricos (VEs) y otros dispositivos electrónicos.

Coche eléctrico en recarga


El grupo, liderado por Paul Braun, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería, ha aparecido con una tecnología que crea un tiempo de recarga más rápido para las baterías de ión-litio, que alimentan dispositivos electrónicos como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y desfibriladores. Las baterías de ión-litio también alimentan los VEs, que pueden pasarse toda la noche en carga en casa y hasta una hora en las estaciones de VEs.

Los hallazgos de Braun, publicados la semana pasada en una versión on-line de la revista Nature Nanotechnology, podría llevar a un tiempo de carga de los VEs comparable al del llenado de un depósito de gasolina. Objetos menores, como teléfonos móviles, podrían cargarse en menos de un minuto, comenta Braun.

“Tenemos baterías en el laboratorio que se pueden cargar en diez segundos”, señala.

Cuando una batería se carga, la energía se mueve entre su cátodo y ánodo. Cuando una batería alimenta un producto, o se descarga, la energía se mueve en dirección contraria, entre su ánodo y cátodo. El grupo de Braun llegó a una nanoestructura tridimensional para el cátodo de la batería que permite que las mismas se cargue a un ritmo mucho más rápido que las convencionales.

Las baterías recargables convencionales de ión-litio o níquel-hidruro metálico contienen material activo que se coloca en una fina película. Esta película permite que las baterías se carguen y recarguen rápidamente, pero con el coste de un significativo degradado con el paso del tiempo. Debido a su finura, la película no permite mucho almacenamiento de energía. Esta falta de densidad provoca un degradado rápido.

El invento de Braun es envolver la película alrededor de una estructura 3-D que permite una mayor capacidad de almacenamiento de energía mientras que se sigue cargando y recargando rápidamente. La estructura 3-D se ensambla cubriendo la superficie con diminutas esferas. El espacio entre las esferas se rellena con metal. Ambas se fusionan entonces, dejando una superficie porosa, similar a una esponja. Luego, se agrandan los poros y la estructura se recubre con la película fina.

La nanoestructura no es inmune a la degradación, pero este proceso es prolongado debido a que su eficiencia es 10 veces mayor que en las baterías convencionales, comenta Braun. También espera que esta mayor eficiencia permitirá a las baterías de VEs funcionar mejor a bajas temperaturas, aunque su grupo no ha realizado aún estudios para verificar esto.

Lograr  que las baterías de un VE se carguen tan rápido como se rellena un depósito de gasolina requiere de una infraestructura distinta a la que existe actualmente, comenta. Las estaciones de recarga tendrán que ofrecer suficiente energía, pero Braun dice que el desarrollo de tal tecnología finalmente crearía un incentivo para ello.

Aunque la nanoestructura hace que las baterías sean un 20 o 30 por ciento más densas, Braun comenta que la mayor mejora es la rapidez en la carga.

El grupo de Braun trabajó durante aproximadamente dos años en la nanoestructura. Dado que la nanoestructura se aplica al cátodo de la batería, comenta, el siguiente paso es estudiar mejoras en el ánodo, junto con un mayor incremento de la densidad en la batería.


Autor: Joey Peters
Fecha Original: 22 de marzo de 2011
Enlace Original

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Comments (5)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo original escrito por Joey Peters el 22 de marzo de 2011 y publicado en Scientific American. Una nueva tecnología podría crear un tiempo de carga más rápido para las baterías de iones de litio. Un grupo de investigaci…..

  2. reneco

    Mi deseo es que la tecnología de las baterías llegue a competir con el petróleo para no tener tantas guerras en el medio oriente ni tener a Hugo Chávez como fuente de conflicto en Sudamérica, así que bienvenido sea cualquier adelanto en el mejoramiento de las baterías

    • Ed Hunter

      En realidad la situación en ese aspecto sólo cambiaría geográficamente. Pasaríamos de depender del suministro de una materia prima al de otra, en este caso pasaríamos del petroleo al litio, por lo que simplemente se trasladarían los conflictos desde los puntos de producción de petroleo a los productores de litio.

      Por otra parte, las baterías sólo son acumuladores de energía, no la producen. En estos momentos, a nivel mundial, la mayor parte de la energía producida proviene de la combustión de petroleo y carbón, por lo que todavía habrá que cambiar eso.

      Lo que si aproxima esta noticia es el final de la contaminación producida por el tráfico, que queda dispersa por todas las regiones con vehículos a motor, quedando centralizada en las centrales eléctricas, lo que facilitaría su gestión y tratamiento.

      • reneco

        No creo que sea tan así porque el litio pasaría a ser un insumo, no una fuente de energía como el petroleo que se consume, además la electricidad es mucho mas eficiente que los motores de combustión y la matriz energética para producirla es mucho mas variada ( nuclear, hidroeléctrica, petróleo, eólica, etc.) por lo tanto no habrá una concentración tan grande de poder, los coches actuales solo dependen del petroleo, no hay alternativa

  3. edgar

    Si la nota no es sensacionalista y es real, es un gran avanze! :D

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