Investigadores han creado un nuevo tipo de batería que promete una carga ultra rápida. Una nueva nanopartícula “Huevo-yema” podría aumentar la capacidad y el poder de las baterías de iones de litio.

Un equipo del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en conjunto con la Universidad de Tsinghua han creado un nuevo tipo más asequible de la batería que promete cargar un teléfono inteligente en seis minutos, utilizando una estructura de nanopartícula  “huevo(caparazón)- yema“.

La cáscara protectora es lo que hace de esta una opción viable para una batería utilizada para la carga, y ha sido desarrollado por investigadores del MIT y la Universidad Tsinghua de China.

La batería consta de una capa protectora de dióxido de titanio para el centro “yema” que luego puede expandirse y contraerse dentro de la nanopartícula. Esto significa que el grafito electrodo negativo de la batería de iones de litio estándar puede ser reemplazado con el aluminio.

Dentro de la caparazón, hay una “yema”, que puede expandirse y contraerse sin afectar a la caparazón. Según el equipo, este nuevo electrodo es capaz de superar las limitaciones físicas del electrodo, hecho de grafito, en las baterías actuales de iones de litio.

Normalmente, las baterías de iones de litio se expanden y contraen durante cada ciclo, lo que conlleva a desgastar su capacidad de duración. La caparazón protectora impide que esto suceda.

La mayoría de los actuales baterías de iones de litio – la forma más utilizada de las baterías recargables – utiliza ánodos hechos de grafito, una forma de carbono. El grafito tiene una capacidad de almacenamiento de carga de 0,35 amperios-hora por gramo (Ah / g); durante muchos años, los investigadores han explorado otras opciones que proporcionarían mayor almacenamiento de energía para un peso dado. De metal de litio, por ejemplo, puede almacenar alrededor de 10 veces más energía por gramo, pero es extremadamente peligroso, capaz de cortocircuitos o incluso incendiarse. Silicio y estaño tienen una capacidad muy alta, pero la carga y descarga es muy defectuosa.

“Se nos ocurrió con el método de casualidad, fue un descubrimiento casual”, dijo el profesor del MIT Ju Li.

El aluminio es una opción de bajo costo con capacidad teórica de 2 Ah / g. Sin embargo, el aluminio y otros materiales de alta capacidad, dice Li, “se expande mucho al llegar a la alta capacidad, cuando absorben litio. Y luego se contraen, al liberar de litio “.

(Primer plano): Una representación gráfica de la estructura de huevo y yema de nanopartículas; el centro gris es la "yema", y la capa más externa es la cáscara del "huevo". (De fondo): Una imagen real microscopio electrónico de una colección de nanopartículas de yema de huevo. (Fuente de la imagen: MIT)

(Primer plano): Una representación gráfica de la estructura de huevo y yema de nanopartículas; el centro gris es la “yema”, y la capa más externa es la cáscara del “huevo”. (De fondo): Una imagen real microscopio electrónico de una colección de nanopartículas de yema de huevo. (Fuente de la imagen: MIT)

Además de tener una tasa de carga extremadamente rápido, la batería de nueva generación está promocionado a tener tres veces la capacidad de un Litio-ion tradicional.

El equipo de investigación, dirigido por el profesor del MIT Ju Li, está formado por los siguientes miembros: Sa Li, Yu Cheng Zhao, y Chang An Wang, de la Universidad de Tsinghua en Beijing y Junjie Niu, Kangpyo Así, y Chao Wang, del MIT.

David Lou, profesor de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, que no participó en este trabajo, dijo: “. Estas partículas de yema-caparazón muestran un rendimiento muy impresionante en las pruebas “escala de laboratorio”. Para mí, el punto más atractivo de este trabajo es que el proceso parece simple y escalable”.

Cada vez más cerca de una mayor duración de las baterías

A principios de este año, los investigadores de la Universidad de Stanford dio a conocer una nueva batería del teléfono móvil que según ellos podría cargar en sólo 60 segundos. También se promociona como más seguro y más resistente que las alternativas de litio.

“Hemos desarrollado un aluminio recargable que puede sustituir a los dispositivos de almacenamiento existentes, tales como las baterías alcalinas, que son malos para el medio ambiente, y las baterías de iones de litio, que de vez en cuando estallan en llamas”, dijo Hongjie Dai, profesor de química en Stanford. Nuestra nueva batería no prenderá fuego, incluso si se profundiza a través de ella “.

En 2014, una batería de papel fino flexible también estaba siendo desarrollado por Imprint Energy después de que obtuvo $ 6 millones para producir baterías que podrían utilizarse en los teléfonos cada vez más delgados y tabletas.

Cargará tu Smartphone en seis minutos con la batería “huevo-yema” del MIT
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