Los juegos de bloques de torre como Jenga se pueden usar para explicar a los escolares cómo funcionan las baterías de iones de litio, satisfaciendo una necesidad educativa de comprender mejor una fuente de energía que se ha vuelto vital para la vida cotidiana.
Si bien las baterías de iones de litio abundan en muchos de nuestros dispositivos electrónicos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos, los recursos disponibles para enseñar a los niños cómo funcionan y por qué son importantes son limitados.
Un equipo de la Facultad de Química de la Universidad de Birmingham ha ideado una herramienta educativa que utiliza el juego de bloques de la torre Jenga para explicar los procesos que funcionan dentro de las celdas de la batería y la electroquímica detrás de ellos. Su método se publica en el Revista de Educación Química .
Una batería recargable de iones de litio consiste en un óxido y un electrodo de grafito. Éstos se construyen comúnmente en capas separadas con un electrolito. Cuando la batería se carga, los iones de litio se mueven del electrodo de grafito al óxido a través del electrolito. Colectores de corriente, sobre los que están recubiertos los electrodos, permiten que los electrones se muevan a través de un circuito externo, proporcionando energía
Al usar las capas de bloques, los niños pueden tener una idea de cómo se construye la batería y cómo los diferentes componentes interactúan entre sí. La batería Jenga puede mostrar el funcionamiento de la batería y las características clave. La química de carga intercalada o en capasy la descarga de este tipo de batería se puede visualizar fácilmente. Al quitar algunos bloques en blanco en el electrodo de grafito estos bloques representan un espacio vacío entre las capas de grafito, un estudiante puede mover los bloques de iones de litio del electrodo de óxido al grafitoelectrodo. El proceso inverso ocurrirá en la descarga.
La simplicidad de esta demostración proporciona una base para explicar la química compleja y las reacciones redox. También se puede demostrar la importancia y la seguridad de la tasa de carga para diferentes aplicaciones, cuando los estudiantes retiran los bloques de iones de litio de los electrodos de óxido a tasas variablesLa carga más rápida invariablemente conduce al colapso de la estructura de Jenga.
El juego de bloques de torre también puede demostrar cómo el rendimiento de la batería se reduce con el uso continuo al mostrar cómo los bloques se desplazan ligeramente a medida que los bloques de litio se retiran y se vuelven a insertar.
La investigadora Elizabeth Driscoll explica: "Se sabe que las demostraciones prácticas son una forma útil de apoyar el aprendizaje: los maestros a menudo usan limones o papas para explicar las baterías no recargables convencionales, por ejemplo. Pero sabemos que la electroquímica es un área complicadapara los maestros, lo que a menudo conduce a ideas erróneas entre los estudiantes. Queríamos diseñar una actividad práctica que ayudara a abordar esto y explicar este tipo de recarga ".
Al introducir juegos de bloques de torre con fuertes colores contrastantes y diferentes texturas, el equipo también pudo diseñar herramientas de enseñanza que serían más inclusivas para los estudiantes ciegos o deficientes visuales.
Las actividades se han probado con varias escuelas visitantes durante el año pasado, incluyendo: la conferencia de demostración Top of the Bench de la Royal Society of Chemistry, con comentarios positivos de maestros y estudiantes. Los sets también han aparecido en eventos públicos enmuseos, desde el museo de ciencias ThinkTank en Birmingham hasta el Museo de Ciencias de Manchester y la Royal Institution en Londres.
El siguiente paso para el equipo será permitir que la actividad sea ampliamente accesible para más estudiantes y brindar apoyo a los educadores en estos temas. La financiación de la Institución Faraday y la Royal Society of Chemistry ya ha permitido que se establezcan 100 pequeños conjuntos de jengasuministrado a una escuela secundaria de Birmingham. También se proporcionarán juegos táctiles de aula al servicio de apoyo sensorial de New College Worcester y Bolton. Los educadores interesados en producir sus propios juegos pueden acceder a las instrucciones completas a través del documento de acceso abierto en el Revista de Educación Química .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Nueva investigación de la luz más antigua confirma la edad del universo
Las primeras imágenes del Orbitador Solar revelan 'fogatas' en el sol
Los científicos proponen un plan para determinar si el Planeta Nueve es un agujero negro primordial
Platón tenía razón: la Tierra está hecha, en promedio, de cubos
Nuevo modelo conecta la física de gotitas respiratorias con la propagación de Covid-19
Los científicos descubren que los volcanes en Venus todavía están activos