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Las baterías están en todas partes, y para satisfacer las altas expectativas de los consumidores, son cada vez más ligeras, más potentes y cuentan con un diseño que les permite funcionar por más tiempo. Actualmente, la tecnología central para estas aplicaciones son las baterías de iones de litio; sin embargo, la tecnología es costosa y contiene un líquido inflamable.

Para que una batería funcione, debe tener los siguientes tres componentes clave: un ánodo (el polo negativo), un cátodo (el polo positivo) y un electrolito. La mayoría de las baterías que se usan hoy se basan en iones de litio.

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Investigadores de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de los Materiales (EMPA) y la Universidad de Ginebra (UNIGE) diseñaron un nuevo prototipo de batería conocido como batería de estado completamente sólido, la cual tiene el potencial de almacenar más energía manteniendo altos niveles de seguridad y fiabilidad. Además, la batería se basa en sodio, una alternativa significativamente más barata que el litio.

El prototipo utiliza un electrolito sólido en vez de un líquido, que permite el uso de un ánodo de metal al bloquear la formación de dendritas, lo que permite almacenar más energía y garantizar la seguridad.

EL investigador Hans Hagemann, profesor en el Departamento de Química Física en la Facultad de Ciencias de UNIGE y coautor del proyecto, relata: “Todavía teníamos que encontrar un conductor iónico sólido adecuado que, además de no ser tóxico, fuera químicamente y térmicamente estable, y que permitiera que el sodio se moviera fácilmente entre el ánodo y el cátodo.”

Los investigadores descubrieron que una sustancia a base de boro, un closo-borano, permitía que los iones de sodio circularan libremente. Además, dado que es un conductor inorgánico, elimina el riesgo de que la batería se incendie durante la recarga; en otras palabras, se trata de un material con muchas propiedades prometedoras, expresan los expertos.

Los investigadores disolvieron parte del electrolito de la batería en un solvente, antes de agregar el polvo de óxido de cromo sodio. Una vez que el solvente se había evaporado, apilaron el compuesto de polvo de cátodo con el electrolito y el ánodo, comprimiendo las diversas capas para formar la batería.

El equipo luego probó la batería. Al respecto Arndt Remhof, investigador de EMPA y líder del proyecto, señala: “La estabilidad electroquímica del electrolito que estamos utilizando puede soportar tres voltios, algo que muchos electrólitos sólidos estudiados anteriormente no lograban soportar.”

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Los científicos probaron la batería durante más de 250 ciclos de carga y descarga, después de lo cual el 85% de la capacidad de energía aún funcionaba.

Los investigadores manifiestan sentirse complacidos con el desempeño que han obtenido de su promisoria propuesta de batería, la cual debe seguir perfeccionándose antes de que pueda estar disponible en el mercado.

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