Un investigador de la Universidad de Texas en Dallas hizo un descubrimiento que podría abrir la puerta a las baterías de teléfonos celulares y automóviles que duran cinco veces más que las actuales.
El Dr. Kyeongjae Cho, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson, descubrió nuevos materiales catalizadores para baterías de litio-aire que impulsan los esfuerzos para ampliar la capacidad de la batería. La investigación fue publicada en Energía natural .
"Hay una gran promesa en las baterías de litio-aire. Sin embargo, a pesar de la agresiva investigación realizada por grupos de todo el mundo, esas promesas no se cumplen en la vida real", dijo Cho. "Así que este es un progreso muy emocionante".El estudiante graduado de UT Dallas Yongping Zheng y nuestro equipo de colaboración han demostrado que este problema puede resolverse. Con suerte, este descubrimiento revitalizará la investigación en esta área y creará un impulso para un mayor desarrollo ".
Las baterías de litio-aire o litio-oxígeno "respiran" oxígeno del aire para alimentar las reacciones químicas que liberan electricidad, en lugar de almacenar un oxidante internamente como lo hacen las baterías de iones de litio. Debido a esto, las baterías de litio-aire cuentan conuna densidad de energía comparable a la gasolina, con densidades teóricas de energía de hasta 10 veces la de las baterías actuales de iones de litio, lo que les brinda un enorme potencial para el almacenamiento de energía renovable, particularmente en aplicaciones como dispositivos móviles y automóviles eléctricos.
Por ejemplo, a una quinta parte del costo y el peso de los que están actualmente en el mercado, una batería de litio-aire permitiría que un automóvil eléctrico conduzca 400 millas con una sola carga y un teléfono móvil que dure una semana sin recargar.
Cho intentos prácticos para aumentar la capacidad de la batería de litio-aire hasta ahora no han dado grandes resultados, dijo Cho, a pesar de los esfuerzos de las grandes corporaciones y universidades. Hasta ahora, estos intentos han resultado en baja eficiencia y bajo rendimiento, inestabilidad y reacciones químicas no deseadas.
Cho y Zheng han introducido una nueva investigación que se centra en los catalizadores de electrolitos dentro de la batería, que, cuando se combinan con oxígeno, crean reacciones químicas que crean capacidad en la batería. Dicen que los catalizadores de tipo soluble poseen ventajas significativas sobre los catalizadores sólidos convencionales, generalmente exhibiendoeficiencia mucho mayor. En particular, encontraron que solo ciertos materiales orgánicos pueden ser utilizados como un catalizador soluble.
Basado en ese contexto, Cho y Zheng han colaborado con investigadores de la Universidad Nacional de Seúl para crear un nuevo catalizador para la batería de litio-aire llamada dimetilfenazina, que posee mayor estabilidad y mayor eficiencia de voltaje.
"El catalizador debería permitir que la batería de litio-aire se convierta en una solución de almacenamiento de energía más práctica", dijo Zheng.
Según Cho, su investigación sobre catalizadores debería abrir la puerta a avances tecnológicos adicionales. Pero dijo que podrían pasar de cinco a 10 años antes de que la investigación se traduzca en nuevas baterías que puedan usarse en dispositivos de consumo y vehículos eléctricos.
Cho dijo que ha estado proporcionando actualizaciones de investigación a fabricantes de automóviles y compañías de telecomunicaciones, y dijo que ha habido interés en sus estudios.
"Las baterías de automóviles y dispositivos móviles enfrentan serios desafíos porque necesitan una mayor capacidad", dijo.
"Este es un paso importante", dijo Cho. "Esperemos que revitalice el interés en la investigación de baterías de litio-aire, creando un impulso que pueda hacer esto práctico, en lugar de solo un estudio de investigación académica".
Los coautores del estudio incluyeron investigadores dirigidos por el Dr. Kisuk Kang de la Universidad Nacional de Seúl. La investigación fue financiada por Hyundai Motor Company y la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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