Al modificar y pulverizar químicamente un grupo prometedor de compuestos, los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST han acercado potencialmente las baterías recargables de estado sólido a dos pasos más cerca de la realidad.
Estos compuestos son materiales sólidos estables que no presentarían el riesgo de fugas o incendios típicos de los ingredientes de las baterías líquidas tradicionales y están hechos de sustancias comúnmente disponibles.
Desde que descubrió sus propiedades en 2014, un equipo liderado por científicos del NIST ha tratado de mejorar aún más el rendimiento de los compuestos de dos maneras clave: aumentando su capacidad de carga de corriente y asegurando que puedan operar en un rango de temperatura suficientemente amplio para ser útilesen entornos del mundo real.
Ahora se han hecho avances considerables en ambos frentes, según Terrence Udovic del Centro NIST para la Investigación de Neutrones, cuyo equipo ha publicado un par de artículos científicos que detallan cada mejora.
El primer avance se produjo cuando el equipo descubrió que los compuestos originales, compuestos principalmente de hidrógeno, boro y litio o sodio, eran aún mejores para transportar corriente con un ligero cambio en su composición química. Reemplazar uno de los átomos de borocon carbono mejoró su capacidad de conducir partículas cargadas, o iones, que son los que transportan la electricidad dentro de una batería. Como informó el equipo en febrero en su primer artículo, el interruptor hizo que los compuestos fueran aproximadamente 10 veces mejores en la conducción.
Pero quizás lo más importante fue eliminar el obstáculo de la temperatura. Los compuestos condujeron los iones lo suficientemente bien como para funcionar en una batería, siempre que fuera en un ambiente típicamente más caliente que el agua hirviendo. Desafortunadamente, no hay mucho mercado para tan alto-baterías de temperatura, y cuando se enfriaron a temperatura ambiente, la estructura química favorable de los materiales a menudo cambió a una forma menos conductiva, disminuyendo sustancialmente su rendimiento.
Una solución resultó ser la trituración de las partículas del compuesto en un polvo fino. El equipo había estado explorando partículas que se miden en micrómetros, pero como la investigación en nanotecnología ha demostrado una y otra vez, las propiedades de un material pueden cambiar drásticamente a nanoescalaEl equipo descubrió que pulverizar los compuestos en partículas a escala nanométrica dio como resultado materiales que aún podían funcionar bien a temperatura ambiente y muy por debajo.
"Este enfoque puede eliminar las preocupaciones sobre si las baterías que incorporan este tipo de materiales funcionarán como se espera incluso en el día de invierno más frío", dice Udovic, cuyos colaboradores en el artículo más reciente incluyen científicos de la Universidad Tohoku de Japón, la Universidad de Maryland ySandia National Laboratories. "Actualmente estamos explorando su uso en baterías de próxima generación, y en el proceso esperamos convencer a las personas de su gran potencial".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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