El nuevo tipo de batería se carga diez veces más rápido que la de iones de litio
Los científicos de Rusia han desarrollado un nuevo tipo de batería que puede cargarse diez veces más rápido que una batería típica de iones de litio.
Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de San Petersburgo ha estado explorando el uso de polímeros que contienen “nitroxilo activo redox” como materiales para el almacenamiento de energía electroquímica.
Estos polímeros tienen una alta densidad de energía y velocidades de carga y descarga rápidas debido a lo que se conoce como cinética redox rápida. Sin embargo, la implementación de esta tecnología ha resultado desafiante debido a su insuficiente conductividad eléctrica, lo que impide la recolección de carga.
El equipo superó esta limitación sintetizando un polímero basado en el complejo níquel-salen (NiSalen). Las moléculas de este metalopolímero actúan como un cable molecular al que se unen los colgantes de nitroxilo que consumen mucha energía.
La arquitectura molecular del material permite lograr un rendimiento de alta capacitancia en un amplio rango de temperaturas.
“Se nos ocurrió el concepto de este material en 2016”, dijo el investigador Oleg Levin. “Al estudiar el mecanismo de transporte de carga en esta clase de compuestos, descubrimos que hay dos direcciones clave de desarrollo.
“En primer lugar, estos compuestos se pueden utilizar como capa protectora para cubrir el cable conductor principal de la batería, que de otro modo estaría fabricado con materiales tradicionales de batería de iones de litio. En segundo lugar, se pueden utilizar como componente activo de los materiales de almacenamiento de energía electroquímica ”.
El polímero tardó más de tres años en desarrollarse, lo que incluyó la creación de varios polímeros diferentes. En última instancia, solo uno resultó ser suficientemente estable y eficiente.
“Una batería fabricada con nuestro polímero se cargará en segundos; unas diez veces más rápido que una batería de iones de litio tradicional ”, dijo Levin.
“Esto ya se ha demostrado a través de una serie de experimentos. Sin embargo, en esta etapa, todavía se está quedando atrás en términos de capacidad: entre un 30 y un 40 por ciento menos que en las baterías de iones de litio. Actualmente estamos trabajando para mejorar este indicador manteniendo la tasa de carga-descarga.
“La nueva batería es capaz de funcionar a bajas temperaturas y será una excelente opción cuando la carga rápida sea crucial. Es seguro de usar: no hay nada que pueda representar un peligro de combustión, a diferencia de las baterías a base de cobalto que están muy extendidas en la actualidad.
“También contiene significativamente menos metales que pueden causar daño ambiental. El níquel está presente en nuestro polímero en una pequeña cantidad, pero hay mucho menos que en las baterías de iones de litio «.
El año pasado, una compañía de baterías israelí dijo que había desarrollado una solución de carga de baterías ultrarrápida diseñada para cargar drones comerciales en solo cinco minutos.