Encender una vela podría ser todo lo que se necesita para hacer una batería de automóvil eléctrica económica pero poderosa, según una nueva investigación publicada en Electrochimica Acta. La investigación revela que el hollín de las velas podría usarse para alimentar el tipo de batería de iones de litio utilizada en los automóviles eléctricos híbridos enchufables.
Los autores del estudio, del Instituto Indio de Tecnología de Hyderabad, India, dicen que su descubrimiento abre las posibilidades de usar carbono en baterías más potentes, reduciendo los costos de la energía portátil.
Las baterías de iones de litio alimentan muchos dispositivos, desde teléfonos inteligentes y cámaras digitales hasta autos e incluso aviones. Las baterías funcionan al tener dos materiales cargados eléctricamente suspendidos en un líquido para producir una corriente. El carbono se usa como uno de esos materialesen baterías más pequeñas, pero para baterías más grandes y más potentes, como las que se usan en automóviles eléctricos, el carbono no es adecuado debido a su estructura, que no puede producir la densidad de corriente requerida.
En el nuevo estudio, el Dr. Chandra Sharma y el Dr. Manohar Kakunuri descubrieron que debido a la forma y configuración de las pequeñas nanopartículas de carbono, el carbón en el hollín de las velas es adecuado para su uso en baterías más grandes. Además, el hollín podríaproducida rápida y fácilmente, es un enfoque escalable para fabricar baterías.
"Si pones una gota de agua sobre el hollín de la vela, se enrolla; esa es una observación que se ha hecho en los últimos años. El hollín material de la vela está hecho de carbono y también tiene potencial eléctrico. Entonces, ¿por qué no usarlo como¿un electrodo? ", preguntó el Dr. Sharma, autor del estudio del Instituto Indio de Tecnología." Lo investigamos y vimos que también muestra algunas propiedades electroquímicas excepcionales, así que decidimos probarlo más ".
Cuando una vela arde, emite nubes de hollín negro hecho de carbono. Los investigadores observaron el hollín recogido de la punta de la llama de una vela y del centro de la llama y compararon el tamaño, la forma y la estructura del carbonoLos resultados mostraron que el proceso de combustión forma nanopartículas de carbono que tienen 30-40 nanómetros de diámetro y se unen en una red interconectada. También descubrieron que el hollín se recuperó de la punta de la llama de una vela, que arde a 1400 ° C,tiene menos impurezas como la cera, lo que hace que funcione mejor como conductor eléctrico.
Luego, los investigadores analizaron la efectividad del hollín como material conductor para usar en una batería. La efectividad de las baterías y los materiales utilizados en las baterías se puede probar a través de una técnica llamada descarga de carga cíclica CCD. La tasa de carga /la descarga refleja cuán potente es la batería; cuanto mayor es la velocidad, más potente es la batería; los resultados mostraron que el carbón de hollín de la vela se desempeñó mejor a velocidades más altas.
La forma y el tamaño de las nanopartículas de carbono, y la forma en que se unen, significa que el hollín de las velas es un material adecuado para usar en baterías de automóviles eléctricos. La tecnología no solo es eficiente y rentable, sino que también es escalable. DrSharma estima que un automóvil híbrido necesitaría diez kilogramos de hollín de carbono, que se depositaría en aproximadamente una hora usando velas.
"Generalmente pasamos por alto las cosas más simples; el hollín de las velas no es nuevo, pero solo ahora lo estamos viendo como una fuente potencial de carbono", dijo el Dr. Sharma. "Estamos muy entusiasmados con los resultados. Este nuevo enfoquees muy fácil y los costos involucrados son mínimos, haría que la producción de baterías sea más barata ".
Los investigadores ahora planean desarrollar una batería de hollín de vela para probar aún más la tecnología. También planean probar materiales híbridos que contienen hollín de vela para ver si pueden hacer que sea un material aún mejor para las baterías.
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Materiales proporcionado por Elsevier . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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