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Los científicos desarrollan baterías de iones de litio a base de agua que no son inflamables


Como todos los metales alcalinos, el litio es altamente inflamable, lo que hace que las baterías de iones de litio sean un riesgo de incendio. Las baterías se usan a menudo en teléfonos celulares y computadoras portátiles debido a su pequeño tamaño y peso ligero en comparación con otras baterías. Últimamente, se han utilizado mucho en vehículos eléctricos e híbridos, como en el Powerpack de Tesla para su flota de vehículos autónomos.

Sin embargo, los investigadores podrían haber encontrado una solución a este problema, desarrollando baterías de iones de litio que no se incendian ni explotan.

Además, estas baterías también producen suficiente energía para alimentar los aparatos electrónicos domésticos y nunca se encenderán, a pesar de la constante interferencia de los investigadores.

En su estudio, publicado en la revista Joule, el coautor Kang Xu, del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. (ARL), explicó su proceso: “En el pasado, si querías alta energía, elegías un litio no acuoso. batería de iones, pero tendría que comprometer la seguridad. Si prefirió la seguridad, podría usar una batería acuosa como níquel / hidruro metálico, pero tendría que conformarse con menos energía, ahora estamos demostrando que puede tener acceso simultáneamente a alta energía y alta seguridad ".

El mismo equipo desarrolló una batería similar de 3V con un electrolito acuoso, pero el "desafío catódico" impidió que alcanzara el voltaje deseado, cuando un extremo de la batería, hecho de grafito o litio metálico, es degradado por el electrolito acuoso.

Para combatir esto, el coautor, el científico investigador asistente de la Universidad de Maryland, Chongyin Yang, creó un recubrimiento de electrolito de polímero de gel que puede recubrir el ánodo de grafito o litio.

El revestimiento hidrofóbico expulsa las moléculas de agua de la superficie del electrodo y, con la primera carga, el revestimiento se descompone para formar una capa llamada "interfase". Esta interfase protege el ánodo de reacciones químicas no deseadas y permitió a los científicos aumentar el voltaje hasta 4.0, lo que lo hace perfecto para dispositivos como una computadora portátil.

"La innovación clave aquí es hacer el gel correcto que pueda bloquear el contacto del agua con el ánodo para que el agua no se descomponga y también pueda formar la interfase correcta para respaldar el alto rendimiento de la batería", dijo el coautor principal Chunsheng Wang, profesor de Ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería A. James Clark de la Universidad de Maryland.

Este no es el primer intento de una nueva encarnación de baterías de litio, Berkley, CA, la startup Seeo, Inc desarrolló celdas de iones de litio que, según ellos, serían más seguras, duraderas y más baratas que las baterías actuales en el mercado en 2009. Baterías de Seeo utilizó películas delgadas de polímero como electrolito y electrodos ligeros de alta densidad de energía. Ahora, el polímero patentado se llama DryLyte y podría usarse en vehículos eléctricos en tan solo tres a cinco años.

La misma cantidad de tiempo que el equipo de la Universidad de Maryland ha asignado para llevar su tecnología 4V al mercado comercial.

Seeo afirma que pueden lograr un ciclo de vida de 1000 con menos de 5 por ciento pérdida de capacidad, mientras que la Universidad de Maryland declaró que su objetivo es un poco menos ambicioso. "En este momento, estamos hablando de 50-100 ciclos, pero para comparar con las baterías de electrolitos orgánicos, queremos llegar a 500 o más", dijo Wang.

Que comiencen los juegos de la batería.


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