[vc_row][vc_column][trx_section][trx_block][vc_column_text]Investigadores han encontrado una solución para extender el tiempo de vida útil, con un alto rendimiento y a un costo bajo, para la fabricación de baterías. Los investigadores del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial (ITRI) y la Universidad de Stanford se encuentran realizando una batería de iones aluminio que podrá sustituir a las de ion de litio y a las alcalinas que en la actualidad son de uso masivo; y además son altamente contaminantes e incluso en ocasiones nocivo para la salud.
El aluminio ha sido durante mucho tiempo un material atractivo para las baterías, principalmente debido a su capacidad de almacenamiento de bajo costo, poca inflamabilidad y alta capacidad de carga.
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Científicos han tratado diferentes tipos de materiales para el cátodo sin poder lograr grandes avances, accidentalmente descubrieron que una solución simple por medio del grafito que, es básicamente de carbono. En un estudio elaborado por la propia Universidad de Stanford, han identificado algunos tipos de material de grafito con un amplio rendimiento.
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Para la batería experimental, el equipo de Stanford colocó el ánodo de aluminio y cátodo de grafito, junto con un electrolito líquido iónico, dentro de una bolsa recubierta con polímeros flexible.
[/vc_column_text][trx_title type=”4″]¿Cómo se produce la energía en esta batería?[/trx_title][vc_column_text]La capacidad de almacenamiento de energía es una batería es un punto importante, pero no es el único. Para ver la factibilidad que tendrá, también es la rapidez con la cual se puede cargar o descargar, el número de veces que puede ser cargada y descargada de forma segura y confiable y que además se pueda construir a un bajo costo.
Pero, ¿con qué rapidez se puede cargar o descargar una batería?, está determinada por la rapidez con que sus materiales pueden sufrir una reacción electroquímica, y la rapidez con iones pueden difundirse dentro de la misma celda de la batería. Por esta razón, los investigadores de Stanford, se enfocaron a diseñar, específicamente su batería de iones de aluminio para carga y descarga rápida. Para acelerar el movimiento de los iones en el interior del lado negativo de la batería, desarrollaron un cátodo de grafito de espuma tridimensional único, lo cual permite el movimiento de iones más rápido.
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Este cátodo especializado permite a la batería de iones de aluminio para cargar y descargar a un ritmo sin precedentes. Los investigadores probaron la descarga y carga de la batería en tasas correspondientes a una carga completa o la descarga en menos de un minuto. Encontraron que la batería podría descargarse en períodos que van desde 48 segundos a 1.5 horas sin sufrir grandes pérdidas de capacidad o eficiencia.
Esta carga rápida de la batería de iones de aluminio y tiempos de descarga, le dan una ventaja decisiva sobre las baterías de iones de litio convencionales. Sobre una base de masa, una batería de iones de aluminio de un kilogramo hipotética podría producir aproximadamente 3000 watts de potencia, por otra parte, una batería típica de iones de litio de un kilogramo sólo podía producir alrededor de 200 a 300 watts de potencia.
[/vc_column_text][trx_title type=”4″]¿Cuál es el tiempo de vida útil de esta batería?[/trx_title][vc_column_text]La durabilidad es otro factor importante, baterías de aluminio desarrollados en otros laboratorios generalmente murieron después de sólo 100 ciclos de carga-descarga. Pero la batería de Stanford fue capaz de soportar más de 7500 ciclos sin ninguna pérdida de capacidad. Con lo cual queda la amplia posibilidad que estos ciclos de vida puedan aumentar suponiendo que cada día es un ciclo de carga-descarga, esta batería podría tener un tiempo de vida útil de más de 10 años aproximadamente.
En comparación, una típica batería de iones de litio tiene una duración de alrededor de 1000-3000 ciclos.
[/vc_column_text][trx_title type=”4″]¿Cuál es la capacidad de esta batería?[/trx_title][vc_column_text]La diferencia de tensión entre los dos lados de la batería de iones de aluminio es de aproximadamente 2 a 2.5 volts, esto valor depende del estado de carga de la batería. Este es inferior a la tensión típica de una batería de iones de litio, que varía de 3.5 a 4 volts. Esto significa aproximadamente el doble de los elementos de la batería de iones de aluminio tendrían que ser colocados en serie para que coincida con el voltaje de una batería de iones de litio.
La batería de iones de aluminio puede almacenar alrededor de 70 amperes-hora de carga por kilogramo de material de la batería. Se trata de la capacidad de carga de aproximadamente la mitad de una batería de iones de litio, que oscila entre 120-160 amperes-hora por kilogramo.
[/vc_column_text][trx_title type=”4″]Aplicaciones.[/trx_title][vc_column_text]Las aplicaciones de esta composición de batería de iones de aluminio debido a la baja capacidad de carga, si la deseamos emplear como una fuente de respaldo en un hogar es poco factible debido al gran número de baterías que se necesitaran, esta batería está enfocada en aplicaciones de dispositivos electrónicos pequeños, las baterías de aluminio también se podrían utilizar para almacenar energía renovable en la red eléctrica en un futuro, dijo Dai quien es uno de los investigadores de esta batería.
Otra de las características de la batería de aluminio es la flexibilidad, se puede doblar y doblar, por lo que tiene el potencial para su uso en dispositivos electrónicos flexibles. El aluminio es también un metal más barato que el litio.
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Sin embargo, se necesitan más mejoras para que coincida con el voltaje de las baterías de iones de litio. La batería de ion aluminio produce aproximadamente la mitad del voltaje de una batería típica de litio. Pero la mejora del material del cátodo podría llegar a aumentar la densidad de tensión y energía.
Si lograran la batería tiene todo para empezar hacer de uso masivo, ya cuenta con características como electrodos de bajo costo, buena seguridad, recarga de alta velocidad, flexibilidad y largo ciclo de vida.
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El autor principal es el Profesor Hongjie Dai, otros coautores principales del estudio está afiliada con Stanford, los científicos Mengchang Lin de la Industrial del Instituto de Investigación de Tecnología de Taiwán, Bingan Lu de la Universidad de Hunan, y erudito postdoctoral Yingpeng Wu, Di-Yan Wang, Mingyun Guan, Michael Angell, Changxin Chen y Jiang Yang, de Stanford; y Bing-Joe Hwang de la Universidad Nacional de Taiwán de Ciencia y Tecnología.
Este proyecto cuenta con el apoyo principal de la investigación fue proporcionado por los EE.UU. Departamento de Energía , el Taiwán Instituto de Investigación de Tecnología Industrial , la de Stanford Global de Clima y Energía , de la Stanford Instituto Precourt para la Energía y el Ministerio de Educación de Taiwán.
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https://energy.stanford.edu/news/aluminum-battery-stanford-offers-safe-alternative-conventional-batteries
Aluminum battery from Stanford offers safe alternative to conventional batteries
https://www.itri.org.tw/eng/Content/MSGPic01/contents.aspx?&SiteID=1&MmmID=620651711540203650&CatID=620653256325611005&MSID=654276522356353763
https://blogs.scientificamerican.com/plugged-in/stanford-researchers-unveil-new-ultrafast-charging-aluminum-ion-battery/
[/vc_column_text][/trx_block][/trx_section][trx_section][trx_title type=”4″]Recuerda que podemos capacitarte en Energía Solar, estaremos en las siguientes ciudades:[/trx_title][trx_content][trx_blogger style=”courses_3″ hover_dir=”from_left_and_right” descr=”0″ post_type=”courses” cat=”164″ count=”3″ columns=”3″ offset=”0″][/trx_content][/trx_section][/vc_column][/vc_row]