Un novedoso dispositivo emisor de ultrasonidos, desarrollado en la Universidad de California en San Diego, permite reducir el tiempo de recarga de las baterías. Y además, aumentar su autonomía.
El equipo de investigadores que idearon ese dispositivo, está encabezado por James Friend. Es profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería Jacobs en la citada universidad. Y autor del estudio publicado en la revista Advanced Materials.
El dispositivo está hecho de componentes usados en telefonía móvil, que generan ondas de sonido a frecuencias extremadamente altas. Van desde 100 millones hasta 10 mil millones de hercios. En los teléfonos, estos dispositivos se utilizan principalmente para filtrar la señal celular inalámbrica e identificar y filtrar llamadas de voz y datos. Los especialistas los usaron en su lugar para generar un flujo dentro del electrolito de la batería.
«Los avances en la tecnología de teléfonos inteligentes nos permitió utilizar el ultrasonido para mejorar la tecnología de la batería», dijo Friend.
Ultrasonido para reducir tiempo de recarga de baterías
Las baterías de metal de litio (LMB) no se han considerado una opción viable para alimentar desde vehículos eléctricos hasta electrónicos, debido a que su vida útil es demasiado corta. Pero estas baterías también tienen el doble de capacidad que las mejores baterías actuales de iones de litio. Por ejemplo, los vehículos eléctricos que funcionan con metal de litio tendrían el doble de alcance que los vehículos que funcionan con iones de litio, por el mismo peso de la batería.
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— Advanced Sci News (@AdvSciNews) February 26, 2020
Los investigadores demostraron que una batería de litio metálico equipada con el dispositivo podría cargarse y descargarse durante 250 ciclos. Y una batería de iones de litio durante más de 2.000 ciclos. Las baterías se cargaron de cero a 100% en 10 minutos para cada ciclo.
«Este trabajo permite la carga rápida y baterías de alta energía, todo en uno», dijo Ping Liu, profesor de nanoingeniería en la Escuela Jacobs y otro autor del artículo. «Es emocionante y efectivo», agregó.
Mayor duración y más rápido
La mayoría de los esfuerzos de investigación de baterías se centran en encontrar la química perfecta para desarrollar baterías que duren más y se carguen más rápido, señaló Liu.
Por el contrario, el equipo de UC San Diego buscó resolver un problema fundamental: el hecho de que en las baterías de metal tradicionales, el líquido electrolítico entre el cátodo y el ánodo es estático.
Como resultado, cuando la batería se carga, el ion de litio en el electrolito se agota, por lo que es más probable que el litio se deposite de manera desigual en el ánodo, explicó. Esto a su vez provoca el desarrollo de estructuras en forma de aguja llamadas dendritas que pueden crecer sin control. Un consecuencia directa de tal situación es la posibilidad que la batería se cortocircuite e incluso se incendie. La carga rápida acelera este fenómeno.
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