Nuevos hallazgos en la Universidad Estatal de Oregón han anulado un dogma científico que se mantuvo durante décadas, al mostrar que el potasio puede funcionar con el grafito en una batería de iones de potasio, un descubrimiento que podría suponer un desafío y una alternativa sostenible al litio ampliamente utilizado-ion batería.
Las baterías de iones de litio son ubicuas en los dispositivos de todo el mundo, desde teléfonos celulares hasta computadoras portátiles y autos eléctricos. Pero pronto puede haber un nuevo tipo de batería basada en materiales que son mucho más abundantes y menos costosos.
Se ha demostrado que una batería de iones de potasio es posible. Y la última vez que se exploró esta posibilidad fue cuando Herbert Hoover era presidente, la Gran Depresión estaba en pleno apogeo y el secuestro de bebés de Charles Lindbergh fue la gran noticia del año- 1932.
"Durante décadas, las personas han asumido que el potasio no podía funcionar con el grafito u otros ánodos de carbono a granel en una batería", dijo Xiulei David Ji, autor principal del estudio y profesor asistente de química en el Colegio deCiencia en la Oregon State University.
"Esa suposición es incorrecta", dijo Ji. "Es realmente impactante que nadie haya informado sobre este tema durante 83 años".
El Revista de la Sociedad Americana de Química publicó los hallazgos de este descubrimiento, que fue respaldado por el Departamento de Energía de los EE. UU. Y realizado en colaboración con los investigadores de OSU Zelang Jian y Wei Luo. También hay una patente pendiente sobre la nueva tecnología.
Los hallazgos son de considerable importancia, dicen los investigadores, porque abren algunas alternativas nuevas a las baterías que pueden funcionar con grafito bien establecido y económico como el ánodo o depósito de electrones de alta energía. El litio puede hacer eso, como la cargaportador cuyos iones migran al grafito y crean una corriente eléctrica.
Aparte de su capacidad para funcionar bien con un ánodo de carbono, sin embargo, el litio es bastante raro, se encuentra en solo 0.0017 por ciento, en peso, de la corteza terrestre. Debido a eso es relativamente caro y es difícil de reciclar. Los investigadores hanaún para duplicar su rendimiento con materiales menos costosos y más fácilmente disponibles, como sodio, magnesio o potasio.
"Los problemas relacionados con el costo del litio son suficientes para que realmente no se gane mucho con las economías de escala", dijo Ji. "Con la mayoría de los productos, a medida que se fabrican más, el costo disminuye. Con el litio al revéspuede ser cierto en un futuro cercano. Entonces, tenemos que encontrar alternativas "
Esa alternativa, dijo, puede ser potasio, que es 880 veces más abundante en la corteza terrestre que el litio. Los nuevos hallazgos muestran que puede funcionar eficazmente con grafito o carbono blando en el ánodo de una batería electroquímica. En este momento,Las baterías basadas en este enfoque no tienen un rendimiento equivalente al de las baterías de iones de litio, pero las mejoras en la tecnología deberían reducir la brecha, dijo.
"Es seguro decir que la densidad de energía de una batería de iones de potasio nunca puede exceder la de las baterías de iones de litio", dijo. "Pero pueden proporcionar una larga vida útil, una alta densidad de potencia, un costo mucho menory prepárese para aprovechar los procesos de fabricación existentes de materiales de ánodos de carbono ".
El almacenamiento de energía eléctrica en baterías es esencial no solo para productos de consumo como teléfonos celulares y computadoras, sino también en transporte, respaldo de energía de la industria, almacenamiento en microredes y para el uso más amplio de energía renovable.
Los funcionarios de OSU dicen que están buscando apoyo para futuras investigaciones y para ayudar a comercializar la nueva tecnología, a través de la Oficina de Comercialización y Desarrollo Corporativo de OSU.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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