El silicio, el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, muestra una gran promesa en las baterías de iones de litio, según una nueva investigación de la Universidad del Este de Finlandia. Al reemplazar los ánodos de grafito con silicio, es posible cuadruplicar la capacidad del ánodo.
En una sociedad climáticamente neutral, las fuentes de energía renovables y libres de emisiones, como la energía eólica y solar, se extenderán cada vez más. Sin embargo, el suministro de energía de estas fuentes es intermitente y se necesitan soluciones tecnológicas para salvaguardarla disponibilidad de energía también cuando no hay sol o viento. Además, la transición a formas de energía libre de emisiones en el transporte requiere soluciones específicas para el almacenamiento de energía, y se considera que las baterías de iones de litio tienen el mejor potencial.
Los investigadores de la Universidad del Este de Finlandia introdujeron una nueva tecnología para las baterías de iones de litio al reemplazar el grafito utilizado en los ánodos por silicio. El estudio analizó la idoneidad del silicio nanoporoso producido electroquímicamente para baterías de iones de litio. En general, se entiende que parael silicio para trabajar en baterías, se requieren nanopartículas, y esto conlleva sus propios desafíos para la producción, el precio y la seguridad del material. Sin embargo, uno de los principales hallazgos del estudio fue que las partículas tenían un tamaño entre 10 y 20 micrómetros y con ella porosidad fue, de hecho, la más adecuada para usarse en baterías. El descubrimiento es significativo, ya que las partículas de tamaño micrométrico son más fáciles y seguras de procesar que las nanopartículas. Esto también es importante desde el punto de vista de la reciclabilidad del material de la batería, entre otras cosas.los resultados fueron publicados en Informes científicos .
"En nuestra investigación, pudimos combinar lo mejor de las nano y micro tecnologías: funcionalidad de nivel nano combinada con procesabilidad de nivel micro, y todo esto sin comprometer el rendimiento", investigador Timo Ikonen de la Universidad del Este de Finlandiadice: "Ya se usan pequeñas cantidades de silicio en las baterías de Tesla para aumentar su densidad de energía, pero es muy difícil aumentar aún más la cantidad", continúa.
A continuación, los investigadores combinarán silicio con pequeñas cantidades de nanotubos de carbono para mejorar aún más la conductividad eléctrica y la durabilidad mecánica del material.
"Ahora tenemos una buena comprensión de las propiedades del material requeridas en el uso a gran escala de silicio en baterías de iones de litio. Sin embargo, el silicio que hemos estado usando es demasiado costoso para uso comercial, y es por eso que ahora estamos buscandosobre la posibilidad de fabricar un material similar a partir de residuos agrícolas, por ejemplo a partir de cenizas de cáscara de cebada ", explica el profesor Vesa-Pekka Lehto.
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Materiales proporcionado por Universidad del Este de Finlandia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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