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Utilizan arena para mejorar las baterías de litio

El equipo de investigadores -formado por Mihrimah Ozkan, Cengiz Ozkan y Zachary Favors- trabaja para mejorar las baterías de iones de litio, centrado, sobre todo, en el ánodo o lado negativo de la batería. Actualmente, el material más utilizado para el ánodo es el grafito.

Su rendimiento es tres veces más alto de lo habitual.

El coste de producción disminuye y son respetuosas con el medio ambiente.

Una vez más la naturaleza ha inspirado una investigación y, una vez más, ha sido en un momento en el que el investigador estaba en un momento de relax.

Arena de playa
Imagen: Pixabay.

Hace unos meses, Zachary Favors, de la Universidad de California Riverside, se encontraba en la playa disfrutando de un rato de ocio e hizo un gesto que todos hemos hecho alguna vez en este entorno: coger un poco de arena con la mano. Pero en lugar de dejarla discurrir entre sus dedos, se fijó en que está compuesta principalmente de cuarzo; es decir, de dióxido de silicio. Hoy, con su equipo de la Facultad de Ingeniería de Riverside, y basándose en la arena de playa como material, ha creado una batería de iones de litio que supera tres veces en duración el estándar actual de la industria. La batería, además de ser de alto rendimiento, tiene un coste bajo de producción, no es tóxica y es respetuosa con el medio ambiente.

Los problemas en los que trabajaban

batería de iones de litio
Autor de la imagen: Krzysztof Woźnica vía Wikimedia Commons

El equipo de investigadores -formado por Mihrimah Ozkan, Cengiz Ozkan y Zachary Favors- trabaja para mejorar las baterías de iones de litio, centrado, sobre todo, en el ánodo o lado negativo de la batería. Actualmente, el material más utilizado para el ánodo es el grafito. Sin embargo, y debido a que la potencia de los aparatos electrónicos aumenta constantemente, este material está dejando de ser efectivo. Por otro lado, la industria busca un reemplazo en el silicio nanométrico, pero este también presenta un problema: se degrada fácilmente y su producción a gran escala es complicada. El equipo de Favors ha resuelto ambos problemas y su investigación ya se ha publicado enScientific Reports, del grupo Nature.

Esquema en el que se muestra cómo la arena se vuelve nano silicio puro
Esquema en el que se muestra cómo la arena se vuelve nano silicio puro. Imagen extraída de la página web de UCR Today

La solución a los problemas

Mihrimah Ozkan, Cengiz Ozkan y Zachary Favors en su laboratorio
De izquierda a derecha, Mihrimah Ozkan, Cengiz Ozkan y Zachary Favors en su laboratorio.

Tras el episodio de la playa, Favors volvió al laboratorio de la UC Riverside. Allí molió la arena a una escala nanométrica y la purificó. Disolvió otros dos elementos frecuentes en el mar, sal y magnesio, en el cuarzo purificado y calentó la mezcla resultante. Obtuvo silicio puro. Y eso no fue todo. El equipo se percató de que el silicio puro a nano escala tiene una estructura porosa que hace que el rendimiento de las baterías sea más alto, hasta tres veces más de lo habitual. Este descubrimiento nos puede beneficiar a todos como consumidores, ya que prolongará la vida de las baterías que utilizamos en nuestros dispositivos móviles y reducirá significativamente la necesidad de recargarlos.