• Saltar a la navegación principal
  • Saltar al contenido principal
  • Saltar a la barra lateral principal
  • Publica tu artículo
  • Publicidad
  • Contacto
  • Aviso legal
  • Privacidad
  • Cookies

EcoInventos

Tu blog de gadgets ecológicos

Telegram EcoInventos
  • Lo + Visto
  • Renovables
  • Energía solar
  • Fotovoltaica
  • Autoconsumo
  • Arquitectura
  • Suscripción gratis

Una batería «vegetal» reciclable podría alimentar los dispositivos móviles de forma más eficiente

23 marzo, 2021 1 comentario

Imagen: maxxyustas – Depositphotos.

Un nuevo tipo de batería impresa en 3D que utiliza electrodos fabricados con almidón vegetal y nanotubos de carbono podría proporcionar a los dispositivos móviles una fuente de energía más ecológica y de mayor capacidad.

Las baterías de iones de litio son ligeras, compactas y tienen capacidad para soportar muchos ciclos de carga y descarga. Esto ha hecho que sean idóneas para su uso en una amplia gama de dispositivos, como ordenadores portátiles, teléfonos móviles, relojes inteligentes y vehículos eléctricos.

Al igual que muchas baterías, las de iones de litio constan de un electrodo positivo, a menudo hecho de óxido de cobalto de manganeso y litio o fosfato de hierro y litio, y un electrodo negativo, a menudo hecho de metal de litio. Durante la carga, los iones de litio fluyen a través de un electrolito desde el electrodo positivo hasta el negativo, donde se almacenan. Durante el uso, los iones fluyen en la dirección opuesta, generando energía para alimentar dispositivos a través de una reacción electroquímica.

Una de las limitaciones físicas de la cantidad de energía que los diseños actuales de baterías de iones de litio pueden almacenar y liberar es el grosor de sus electrodos. Los electrodos más gruesos limitan la difusión de los iones a través del electrodo, limitando así la capacidad de las baterías de iones de litio. El aumento del grosor de los electrodos también disminuye su tolerancia a la tensión, lo que los hace más propensos a agrietarse. Cuando un electrodo se rompe, la batería queda inutilizada.

La batería del equipo de Glasgow pretende lograr un mejor equilibrio entre el tamaño y la superficie de los electrodos introduciendo en su diseño diminutos agujeros a nano y microescala, o poros. Al acribillar la superficie y el interior de los electrodos con poros, pueden aumentar considerablemente la superficie en comparación con un electrodo sólido de las mismas dimensiones externas.

Para ello, usaron impresión 3D, para controlar estrictamente el tamaño y la ubicación de todos y cada uno de los poros de sus electrodos.

Cargaron su impresora 3D con un material que desarrollaron y que combina ácido poliláctico, fosfato de litio y hierro y nanotubos de carbono. El ácido poliláctico es un material biodegradable procesado a partir del almidón del maíz, caña de azúcar y remolacha azucarera, lo que aumenta la capacidad de reciclaje de la batería.

Experimentaron con la fabricación de electrodos circulares de tres grosores diferentes, de 100, 200 y 300 micras. Cada electrodo se probó con diferentes combinaciones de materiales, variando la cantidad de nanotubos de carbono en la mezcla de materiales del 3 al 10 % en peso, y la porosidad del 10 al 70 %, introduciendo rejillas de agujeros muy controladas en todo el electrodo.

La batería de electrodos de 300 micras con un 70% de porosidad fue la que mejor funcionó durante las pruebas, con una capacidad específica de 151 miliamperios-hora por gramo, o mAh/g, la medida estándar de la cantidad de carga que puede mantener una batería. Esto supone entre dos y tres veces el rendimiento de una batería tradicional de iones de litio con un electrodo sólido del mismo grosor.

La mayor porosidad, y por tanto la mayor superficie, del electrodo más grueso de 300 micras también influyó en la capacidad real de la batería. El electrodo más grueso era capaz de almacenar 4,4 miliamperios-hora por centímetro cuadrado (o mAh cm-2) en comparación con los 1,7 mAh cm-2 conseguidos en el electrodo de 100 micras, lo que supone un aumento del 158%.

La investigación fue dirigida por el Dr. Shanmugam Kumar, de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow, junto con colegas de la Universidad Khalifa de Ciencia y Tecnología de Abu Dhabi, y la Universidad A&M de Texas y la Universidad Estatal de Arizona, en Estados Unidos.

Las baterías de iones de litio son cada vez más comunes en la vida cotidiana y es probable que sigan aumentando su uso a medida que avancemos hacia una mayor electrificación del transporte y un mundo más sostenible. Sin embargo, las baterías de iones de litio tienen sus propios problemas de sostenibilidad, por lo que es importante que busquemos nuevas formas de hacerlas mejores y más respetuosas con el medio ambiente.

El proceso de impresión en 3D que hemos usado en esta investigación nos proporciona un notable control sobre la porosidad de los electrodos, lo que nos ha permitido diseñar con gran precisión un nuevo metamaterial capaz de resolver algunas de las deficiencias de la actual generación de baterías de iones de litio. Hemos creado una batería con una capacidad específica y una capacidad de área elevadas y con una excelente ciclabilidad.

Estos son resultados iniciales prometedores, y estamos deseosos de seguir explorando las posibilidades que ofrece este tipo de materiales para crear baterías mejores y más reciclables para los futuros consumidores.

Dr. Shanmugam Kumar

Más información: www.sciencedirect.com

Vía www.gla.ac.uk

Si te ha gustado este artículo, compártelo con tus amigos en las redes sociales ¡Gracias!
EcoInventos Whatsapp
EcoInventos Correo

Publicado en: Almacenamiento de energía

Interacciones con los lectores

Comentarios

  1. Antonio Alexander Sarco dice

    24 marzo, 2021 a las 18:50

    Excelente idea ojalas la perfecciónen pronto para que todos los dispositivos móviles puedan ser más amigables con el ambiente,

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Barra lateral principal

Nuevo estudio afirma que estar sentado durante muchas horas al día encoge tu cerebro, incluso si haces ejercicio

Estudio de 7 años, adultos mayores seguidos con monitores de actividad. Sentarse más de 13 h/día reduce volumen cerebral, incluso con ejercicio.

Construido el primer barco europeo diseñado para transportar CO₂ licuado desde instalaciones terrestres hasta depósitos submarinos en el Mar del Norte danés

Este buque podrá trasladar 400.000 toneladas de CO₂ al año, con planes de expandirse hasta 8 millones de toneladas para 2030. El CO₂ será inyectado a 1,800 metros bajo el lecho marino, en formaciones geológicas que han retenido hidrocarburos por millones de años.

Nuevo estudio afirma que el 87 % del transporte regional por camión en Alemania puede electrificarse con la tecnología actual si se cargan en depósitos

Los camiones eléctricos actuales pueden recorrer hasta 150 kilómetros por carga, más que suficiente para la mayoría de rutas regionales.

Investigadores neerlandeses desarrollan estructuras mecánicas con un comportamiento innovador, en lugar de estirarse cuando se les aplica tensión, se contraen repentinamente

Este mecanismo podría aplicarse en dispositivos médicos robóticos, edificios resistentes a terremotos, equipos de protección y amortiguación de vibraciones en estructuras como aeronaves.

Investigadores australianos desarrollan nueva tecnología de energía solar concentrada con espejos de plástico patentados, más baratos y fáciles de instalar

Se espera que el sistema genere suficiente calor para procesos industriales, agrícolas y vitivinícolas que requieren temperaturas entre 100 y 400 °C.

Nuevo estudio demuestra que las cocinas de gas podrían aumentar el riesgo de cáncer, especialmente en niños

Los aparatos emiten benceno, un potente carcinógeno. La exposición varía según la ventilación y otros factores, pero no hay un nivel seguro.

Diseñador crea lo que él denomina «la casa móvil más pequeña del mundo» > lleva la reducción de tamaño al extremo

A pesar de su diminuto tamaño, cuenta con una cama, una cocina funcional, un baño con inodoro portátil y hasta una ducha externa. Incluye un panel solar ajustable en el techo para abastecer sus necesidades energéticas.

Nuevo estudio global identifica regiones clave donde conservar praderas marinas costaría poco y mitigaría enormes emisiones, podría evitar daños climáticos multimillonarios

Nuevo estudio global identifica regiones clave donde conservar praderas marinas costaría poco y mitigaría enormes emisiones

Startup estadounidense desarrolla robot que imita a los ciempiés para eliminar maleza en cultivos sin dañar las plantas

Se enfoca en el control automatizado de malezas y la monitorización de cultivos en viñedos y campos de arándanos, donde la maquinaria tradicional tiene dificultades.

Arquitectos españoles construyen bodega con bloques de hempcrete, un biocompuesto de fibras de cáñamo, cal y agua, con alta eficiencia térmica que reduce la necesidad de sistemas mecánicos de climatización

Más que una bodega industrial, será un laboratorio para producir pequeñas cantidades de vino y estudiar su potencial.

Puede revisar y cambiar sus preferencias de cookies con respecto a este sitio web en este enlace.

Copyright EcoInventos © 2025 - Aviso legal - Política de privacidad RGPD - Cookies