Las baterías de litio de nuestros smartphones son siempre son objeto de estudios en profundidad para mejorar su capacidad, su vida útil o su velocidad de recarga. Investigadores holandeses han desarrollado una nueva arquitectura para nuestras baterías, que podría acelerar significativamente la carga rápida.
Al centrarse en la forma en que el litio se mueve entre dos electrodos, los investigadores holandeses de la Universidad de Twente han ideado un nuevo diseño para nuestras baterías de litio, que podría acelerar significativamente los tiempos de carga. Esta arquitectura incorpora canales especiales que aumentan el flujo de iones de litio.
Sin embargo, este diseño no sería nada sin los nuevos materiales llamados NbWO: óxidos de niobio y tungsteno. Estos materiales se podrían traer para reemplazar el grafito que se usa como electrodo negativo en nuestras baterías de litio actuales. En los NbWO, los iones de litio se mueven mucho más rápido, indican los investigadores.
Estos materiales ya han sido objeto de extensos estudios, particularmente en Cambridge, donde los científicos habían desarrollado y probado una batería compuesta de grandes partículas de NbWO, dispuestas en forma de pilar. Los equipos de la Universidad de Twente han optado por un enfoque diferente: ¿Qué sucede cuando reducimos las partículas de NbWO a escala nanométrica?
La escala nanométrica, la clave del éxito
Para hacer esto, los investigadores primero calentaron las partículas de NbWO a una temperatura muy alta, para reducir su densidad tanto como fuera posible y transformarlas en cientos de nanopartículas microscópicas. Resulta que estas nanopartículas de NbWO empujan a los iones de litio a su esquina y ofrecen un rendimiento impresionante.
“Los resultados muestran que la reducción de escala por debajo de 100 nanómetros mejora significativamente la dinámica de litiación del niobio y el óxido de tungsteno”, explican. Lo que no estén muy familiarizados con la litiación, la litiación es la reacción química durante la cual se forman uno o más enlaces carbono-litio a partir de un compuesto orgánico.
Esta arquitectura, combinada con el uso de nanopartículas NbWO, podría usarse en dispositivos que requieran ciclos rápidos de descarga y recarga, como nuestros smartphones por ejemplo. Por otro lado, este descubrimiento tecnológico no es adecuado para los autos eléctricos según los investigadores, porque requeriría una batería demasiado grande.
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