Un equipo de químicos ha desarrollado una técnica basada en IRM que puede diagnosticar rápidamente lo que afecta a ciertos tipos de baterías, desde determinar cuánta carga queda hasta detectar defectos internos, sin abrirlas.
"El uso de energía alternativa y vehículos eléctricos aumentará aún más la demanda de baterías mejores y más seguras", observa Alexej Jerschow, profesor del Departamento de Química de la Universidad de Nueva York, que dirigió el equipo de investigación. "Sin embargo, actualmente haysolo un conjunto muy limitado de herramientas disponibles para diagnosticar la salud de una batería sin destruirla: nuestra técnica no invasiva ofrece un método más rápido y expansivo para realizar estas evaluaciones ".
El trabajo, descrito en la revista Comunicaciones de la naturaleza también incluyó a Andrew Ilott, un becario postdoctoral de la NYU en el momento del estudio y ahora investigador de investigación en Brisol-Myers Squibb; Mohaddese Mohammadi, un candidato a doctorado de la NYU; y Christopher Schauerman y Matthew Ganter, científicos de investigación en elInstituto de Tecnología de Rochester.
"Garantizar la calidad y la seguridad de las celdas es primordial para el proceso de fabricación que puede ahorrar a las compañías un costo significativo y evitar que ocurran fallas catastróficas en las celdas", dice Ganter, codirector del Centro de prototipos de baterías RIT.
"Este trabajo no solo respalda a la industria de baterías en su conjunto, sino también al creciente ecosistema de almacenamiento de energía en Nueva York", agrega Christopher Schauerman, codirector del Centro de creación de prototipos de baterías RIT.
La investigación se centra en las baterías recargables de iones de litio Li-ion, que se utilizan en teléfonos celulares, computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos.
En particular, las baterías recargables son el núcleo de las nuevas tecnologías, incluidos los automóviles eléctricos o el almacenamiento de fuentes de energía renovables.
Sin embargo, los funcionamientos defectuosos recientes en dispositivos portátiles y vehículos eléctricos han resaltado las dificultades en el diseño de baterías para estas tecnologías de vanguardia. Además, los ingenieros a menudo no pueden determinar la naturaleza de los defectos o incluso fallas inminentes de la batería sin desmontar el dispositivo,que generalmente resulta en su destrucción.
En general, los métodos de resonancia magnética MR brindan la capacidad de medir pequeños cambios en los mapas de campo magnético y, como resultado, crear una imagen de lo que se encuentra dentro de una estructura; por ejemplo, MRI imagen por resonancia magnética puede producirimágenes de los órganos del cuerpo humano de manera no invasiva.
en su Comunicaciones de la naturaleza trabajo, los científicos adoptaron un procedimiento similar a la resonancia magnética. Aquí, midieron pequeños cambios en el campo magnético que rodean las células electroquímicas de la batería.
En sus experimentos, examinaron las baterías de iones de litio en diferentes estados: varios niveles de carga es decir, duración de la batería y condiciones es decir, algunas dañadas y otras no. Estas células fueron preparadas por colaboradores en el Centro de creación de prototipos de baterías de RITCon estas celdas, el equipo de la NYU pudo hacer coincidir los cambios en el campo magnético que rodean las baterías con diferentes condiciones internas, revelando el estado de carga y ciertos defectos. Estos incluyeron electrodos doblados y faltantes, así como pequeños objetos extraños en la celda, que son defectoseso puede ocurrir durante el proceso normal de fabricación.
"Con futuras mejoras a este método, podría proporcionar un medio poderoso para predecir fallas de la batería y la vida útil de la batería, así como facilitar el desarrollo de baterías de alto rendimiento, alta capacidad y larga duración o carga rápida de próxima generación", agrega Jerschow.
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Materiales proporcionados por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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