Un grupo de materiales recientemente identificado podría ayudar a cargar la batería de tu teléfono más rápido; acelerando la adopción de las principales tecnologías limpias como los autos eléctricos y la energía solar. 496813
La velocidad a la que se puede cargar la batería de tu smartphone depende en parte de la velocidad a la que las partículas cargadas positivamente, llamadas iones de litio, pueden moverse hacia un electrodo cargado negativamente donde se almacenan.
Un factor limitante en la fabricación de baterías «súper» que se cargan rápidamente es la velocidad a la que migran estos iones de litio, generalmente a través de materiales cerámicos.
Una posible solución es hacer todo mucho más pequeño, fabricando baterías con nanopartículas. Pero las nanopartículas son costosas y difíciles de hacer; por lo que los científicos han estado buscando materiales alternativos para eludir este problema.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Cambridge han identificado un grupo de materiales llamados óxidos de tungsteno de niobio. A través de estos materiales, los iones de litio pueden moverse a velocidades increíblemente altas. Esto significa baterías de carga mucho más rápidas.
«Los óxidos de tungsteno de niobio son fundamentalmente diferentes», dijo Kent Griffith, primer autor del estudio publicado en la revista Nature.
Descubiertos por primera vez en 1965, estos materiales tienen una estructura rígida y abierta. También tienen tamaños de partículas más grandes que muchos otros materiales comúnmente utilizados en baterías.
Para medir el movimiento de los iones de litio a través de estos materiales inusuales, los investigadores utilizaron una tecnología similar a la que se encuentra en un escáner de resonancia magnética. Descubrieron que los iones de litio se movían a través de sus materiales de prueba cientos de veces más rápido de lo que lo harían a través de los típicos materiales de electrodo de cerámica.
Otra ventaja de estos materiales alternativos es que son baratos y fáciles de realizar.
Los automóviles eléctricos y el almacenamiento a escala de red para la energía solar son dos tecnologías ecológicas que podrían revolucionarse con mejores baterías.
Clare Gray, profesora de química de materiales en la Universidad de Cambridge, dijo que el próximo paso será optimizar el uso de este material en una batería completa. Esta se puede reciclar por el tiempo y la longitud necesarios para los vehículos eléctricos.
«Por ejemplo, los autobuses eléctricos donde es posible que desee cargar el autobús muy rápido en la parada de autobús», agregó.
«El descubrimiento es muy emocionante en términos de lo que hace para el rendimiento de la batería«, dijo Dan Brett, profesor de ingeniería electroquímica en el University College de Londres, que no participó en el trabajo. «Lo realmente inteligente del trabajo es la percepción del mecanismo y la capacidad de medir qué tan rápido viajan los iones de litio a través del material».
Brett agregó: «Esta técnica también permitirá que estos materiales se optimicen aún más, por lo que podemos esperar futuras mejoras en la energía, energía y duración de la batería«.
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