Ingenieros de la Universidad de Cornell, desarrollaron una innovadora batería de Litio que, gracias al Indio, un metal blando, logra cargar más rápido que cualquiera de las existentes en el mercado y con la garantía de rendir de forma estable durante ciclos prolongados de carga y descarga.
Esta nueva nueva batería de litio necesita menos de cinco minutos para completar el proceso, mientras mantiene un rendimiento óptimo a lo largo de ciclos de uso prolongados.
Este avance podría aliviar la “ansiedad por la autonomía” entre los conductores que temen que los vehículos eléctricos no puedan recorrer largas distancias sin una recarga que requiere mucho tiempo, según los autores. Además, es de gran ayuda en el ámbito de la tecnología de baterías, dando paso a nuevas perspectivas para dispositivos electrónicos más eficientes y sostenibles.
Lynden Archer, profesor de ingeniería y decano de Facultad de Ingeniería de Cornell, quien se encargó de supervisar el proyecto, señaló que “la ansiedad por la autonomía es una barrera mayor para la electrificación en el transporte que cualquiera de las otras barreras, como el costo y la capacidad de las baterías, y hemos identificado una vía para eliminarla utilizando diseños de electrodos racionales”.
“Si puedes cargar la batería de un vehículo eléctrico en cinco minutos, quiero decir, Dios mío, no necesitas tener una batería que sea lo suficientemente grande para un alcance de 300 millas (500 kilómetros). Puede conformarse con menos, lo que podría reducir el costo de los vehículos eléctricos y permitir una adopción más amplia”, agregó Archer, cuyo trabajo se publicó en la revista Joule.
Tras cargar de forma rápida su batería de litio, los investigadores observaron que su ánodo de indio tenía una electrodeposición de litio suave, mientras que otros materiales de ánodo crean dendritas que afectan al rendimiento de la batería.
“Nuestro objetivo era crear diseños de electrodos de batería que se cargaran y descargaran de manera que se alinearan con la rutina diaria. En términos prácticos, deseamos que nuestros dispositivos electrónicos se carguen rápidamente y funcionen durante períodos prolongados. Para lograr esto, hemos identificado un material de ánodo de indio único que se puede combinar de manera efectiva con varios materiales de cátodo para crear una batería que se carga rápidamente y se descarga lentamente”, explicó Shuo Jin, estudiante de doctorado en ingeniería química y biomolecular.
Los investigadores identificaron a el indio como un material prometedor para baterías de carga rápida, ya que cuenta con dos características que hacen de él un material clave como ánodo de batería. En primer lugar, cuenta con una barrera de energía de migración extremadamente baja, que establece la velocidad a la que los iones se difunden en estado sólido.
Por otro lado, cuenta con una densidad de corriente de intercambio normal, algo que está relacionado con la velocidad a la que se reducen los iones de ánodo.
En combinación, ambas cualidades son esenciales para la carga rápida y el almacenamiento de larga duración.
“La innovación clave es que hemos descubierto un principio de diseño que permite que los iones metálicos en el ánodo de una batería se muevan libremente, encuentren la configuración correcta y solo entonces participen en la reacción de almacenamiento de carga”, dijo Archer.
“El resultado final es que en cada ciclo de carga, el electrodo se encuentra en un estado morfológico estable. Es precisamente lo que da a nuestras nuevas baterías de carga rápida la capacidad de cargarse y descargarse repetidamente durante miles de ciclos”, concluyó.
tiempo.com.mx
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