Las baterías recargables son el núcleo de muchas tecnologías nuevas que implican, por ejemplo, el uso creciente de energías renovables. Más específicamente, se emplean para alimentar vehículos eléctricos, teléfonos celulares y computadoras portátiles. Científicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGUy el Helmholtz Institute Mainz HIM en Alemania han presentado un método sin contacto para detectar el estado de carga y cualquier defecto en las baterías de iones de litio. Para este propósito, los magnetómetros atómicos se utilizan para medir el campo magnético alrededor de las celdas de la batería.El profesor Dmitry Budker y su equipo suelen utilizar la magnetometría atómica para explorar cuestiones fundamentales de la física, como la búsqueda de nuevas partículas. La magnetometría es el término utilizado para describir la medición de los campos magnéticos. Un ejemplo simple de su aplicación es la brújula, queEl campo magnético de la Tierra hace que apunte hacia el norte.
Aseguramiento de la calidad sin contacto de las baterías que utilizan magnetómetros atómicos
La demanda de baterías recargables de alta capacidad está creciendo y también lo hace la necesidad de una forma de tecnología de diagnóstico sensible y precisa para determinar el estado de una celda de batería. El éxito de muchos nuevos desarrollos dependerá de si se pueden producir baterías quepuede ofrecer una capacidad suficiente y una vida útil larga y efectiva ". La garantía de calidad de las baterías recargables es un desafío importante. Los métodos sin contacto pueden proporcionar un nuevo estímulo para mejorar las baterías", dijo el Dr. Arne Wickenbrock, miembro del profesor Dmitry.El grupo de trabajo de Budker en el Instituto de Física JGU y el Instituto Helmholtz de Mainz. El grupo ha logrado un gran avance mediante el uso de magnetómetros atómicos para tomar medidas. La idea surgió durante una teleconferencia entre Budker y su colega el profesor Alexej Jerschow de la Universidad de Nueva York.desarrolló un concepto y, con una estrecha cooperación entre los dos grupos, llevó a cabo los experimentos relacionados en Mainz.
"Nuestra técnica funciona esencialmente de la misma manera que la resonancia magnética, pero es mucho más simple porque utilizamos magnetómetros atómicos", dijo Wickenbrock, que forma parte del equipo que realiza las investigaciones. Los magnetómetros atómicos son magnetómetros con bombeo óptico que utilizan átomosen forma gaseosa como sondas para un campo magnético. Están disponibles comercialmente y se utilizan en aplicaciones industriales, así como en investigación fundamental. El grupo de Budker en JGU y HIM, que también desarrolla sus propios sensores magnéticos avanzados, utiliza estos magnetómetros atómicos para investigación fundamental.en física, como en la búsqueda de materia oscura y en los intentos de resolver el enigma de por qué la materia y la antimateria no se aniquilaron inmediatamente después del Big Bang.
El método simple permite mediciones rápidas y de alto rendimiento
En el caso de las mediciones de la batería, las baterías se colocan en un campo magnético de fondo. Las baterías alteran este campo magnético de fondo y el cambio se mide utilizando magnetómetros atómicos. "El cambio nos proporciona información sobre el estado de carga de la batería,sobre cuánta carga queda en la batería y sobre posibles daños ", agregó Wickenbrock." El proceso es rápido y, en nuestra opinión, puede integrarse fácilmente en los procesos de producción ". Informes recurrentes de lesiones graves resultantes de la explosión de e-cigarrillos y las restricciones para llevar ciertos tipos de teléfonos celulares en los aviones muestran que es necesario detectar defectos en las celdas de la batería.
"El poder de diagnóstico de esta técnica es prometedor para la evaluación de células en la investigación, para el control de calidad o durante la operación", declararon los autores en su reciente PNAS artículo. El verano pasado, el mismo grupo de trabajo organizó dos eventos sobre física nuclear y atómica aplicada con una participación internacional de alto nivel. Alrededor de 200 investigadores de todo el mundo abordaron las cuestiones actuales de magnetometría atómica y otras formas de técnicas de medición cuántica.
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Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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