El nuevo tipo de batería 'Negativo' podría significar cargar su teléfono solo una vez a la semana

El nuevo tipo de batería 'Negativo' podría significar cargar su teléfono solo una vez a la semana

Hay algunas cosas que deberíamos exigir a un suministro de energía decente. No menos importante, no debería requerir temperaturas similares al horno para funcionar. Eso es solo un hecho.

Durante décadas, el fluoruro se ha mantenido al margen como un competidor potencial para las baterías de iones de litio. Si no fuera por su necesidad de hornear a más de 150 grados Celsius (300 grados Fahrenheit), el fluoruro podría estar por delante en el juego. Ahora, parece que las cosas están a punto de cambiar en el negocio de las baterías.

"Las baterías de fluoruro pueden tener una mayor densidad de energía, lo que significa que pueden durar más, hasta ocho veces más que las baterías que se usan hoy en día", dice el investigador de Caltech Robert Grubbs, famoso por ganar el Premio Nobel de Química en 2005.

Eso significa que es posible que conecte su teléfono inteligente una vez a la semana, en lugar de una vez al día. O, si las naves espaciales son más lo tuyo, empacar más energía en una celda más pequeña para ahorrar peso vital.

El tipo de tecnología electroquímica que suministra energía a sus dispositivos inteligentes hace uso de los cationes de litio 'Li2 +' cargados positivamente como una especie de 'pistón' químico para extraer una carga eléctrica a través de un circuito.

A plena carga, un suministro de cationes ocupa el ánodo de la batería. Una vez que se cierra el circuito, los iones se acumulan en el cátodo, produciendo una corriente que hace el trabajo más importante. Para restablecer la celda, todo lo que se requiere es un voltaje para 'empujar' el pistón de litio nuevamente.

Por supuesto, este pistón puede funcionar en reversa también. Los iones negativos como el fluoruro (F-) también pueden crear el voltaje necesario para atraer electrones a través de un conductor.

De hecho, de alguna manera pueden hacer un trabajo aún mejor, gracias al menor número de cargas por ion.

"Para una batería que dura más tiempo, necesita mover una mayor cantidad de cargas", dice Simon Jones, un investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

"Mover cationes metálicos de carga múltiple es difícil, pero se puede lograr un resultado similar moviendo varios aniones de carga única, que viajan con una facilidad comparativa".

La diferencia es un poco como enviar a un camarero con una bandeja de bebidas. Un camarero que lleva una bandeja de bebidas puede parecer más eficiente, pero un par de camareros ágiles con una bebida son mucho más ágiles y se empacan mucho más fácilmente.

Como tal, la tecnología basada en pequeños aniones podría en teoría hacer una mejor batería. Y el flúor tiene una masa atómica lo suficientemente baja como para haber llamado la atención como un candidato aniónico adecuado desde la década de 1970.

"Pero puede ser difícil trabajar con fluoruro, en particular porque es muy corrosivo y reactivo", dice Grubbs.

Esto no quiere decir que nadie haya hecho con éxito una batería de ion fluoruro funcional. Pero los iones son parte de una estructura sólida que, como se puede imaginar, no permite que se deslicen demasiado fácilmente. No a temperatura ambiente al menos.

Más allá de los 150 grados centígrados (300 grados Fahrenheit) este es un problema menor. Por supuesto, ahora necesitas subir tu batería a una temperatura que pueda hornear un muffin.

Para solucionar esto, los investigadores de Caltech apostaron por un solvente electrolítico llamado bis (2,2,2-trifluoroetil) éter. O BTFE para abreviar.

Al encontrar que el solvente hizo un trabajo bastante adecuado para permitir que los aniones de fluoruro se barajen entre los electrodos a temperatura ambiente, el equipo realizó modelos para encontrar formas de modificar su rendimiento con aditivos.

La fórmula final es estable, permite una alta conductividad y puede tolerar el funcionamiento a una variedad de voltajes.

Al combinar el fluido con el trifluoruro de cobre-lantano, los investigadores descubrieron que era posible hacer una batería eficiente basada en aniones que se pueda recargar y descargar sin la necesidad de aumentar el calor.

"Todavía estamos en las primeras etapas de desarrollo, pero esta es la primera batería de fluoruro recargable que funciona a temperatura ambiente", dice Jones.

Por lo tanto, es posible que tengamos que esperar un poco más para las recargas telefónicas semanales, pero este es un paso emocionante, y casi no podemos esperar a que esta emocionante tecnología ingrese al mercado.

Esta investigación fue publicada en Ciencia.

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