Investigadores de la Universidad de California, Bourns College of Engineering de Riverside han desarrollado una forma económica y eficiente en términos de energía para crear ánodos a base de silicio para baterías de iones de litio a partir de restos fosilizados de algas unicelulares llamadas diatomeas. La investigación podría conducir apara el desarrollo de baterías de iones de litio de capacidad ultraalta para vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles.
Titulado "Nanosilicio derivado de diatomita recubierto de carbono como un ánodo de batería de iones de litio con capacidad de alta velocidad", un artículo que describe la investigación fue publicado recientemente en la revista Informe científico s. La investigación fue dirigida por Mihri Ozkan, profesor de ingeniería eléctrica, y Cengiz Ozkan, profesor de ingeniería mecánica. Brennan Campbell, un estudiante graduado en ciencia e ingeniería de materiales, fue el primer autor del artículo.
Las baterías de iones de litio, las baterías recargables más populares en vehículos eléctricos y electrónicos personales, tienen varios componentes principales que incluyen un ánodo, un cátodo y un electrolito hecho de sal de litio disuelta en un disolvente orgánico. Mientras que el grafito es el material de elecciónPara la mayoría de los ánodos, su rendimiento es un factor limitante para hacer mejores baterías y expandir sus aplicaciones. El silicio, que puede almacenar aproximadamente 10 veces más energía, se está desarrollando como un material de ánodo alternativo, pero su producción a través del método tradicional, llamado reducción carbotérmicaes costoso y requiere mucha energía.
Para cambiar eso, el equipo de UCR recurrió a una fuente barata de silicio - tierra de diatomeas DE - y a un proceso químico más eficiente. DE es una roca sedimentaria abundante y rica en silicio que se compone de los restos fosilizados dediatomeas depositadas durante millones de años. Mediante un proceso llamado reducción de magnesiotermia, el grupo convirtió esta fuente de bajo costo de dióxido de silicio SiO2 en nanopartículas de silicio puro.
"Un hallazgo significativo en nuestra investigación fue la preservación de las paredes celulares de la diatomea - estructuras conocidas como frustules - creando un ánodo altamente poroso que permite un fácil acceso para el electrolito", dijo Cengiz Ozkan.
Esta investigación es la última de una serie de proyectos liderados por Mihri y Cengiz Ozkan para crear ánodos de batería de iones de litio a partir de materiales respetuosos con el medio ambiente. La investigación anterior se ha centrado en desarrollar y probar ánodos de hongos portabella y arena de playa.
"Las baterías que alimentan vehículos eléctricos son caras y deben cargarse con frecuencia, lo que causa ansiedad a los consumidores e impacta negativamente la venta de estos vehículos. Para mejorar la adopción de vehículos eléctricos, necesitamos baterías mucho mejores. Creemos que la tierra de diatomeas,que es abundante y económico, podría ser otra fuente sostenible de silicio para ánodos de batería ", dijo Mihri Ozkan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Sarah Nightingale. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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