Permítanme comenzar expresando un sentido general de cautela con la nueva tecnología de iones de litio en general. Si bien hay toneladas y toneladas de artículos sobre nueva tecnología de ánodo y cátodo, baterías más delgadas y compuestos diferentes … la mayor parte de la tecnología ha sido teórica, o al menos, poco práctica para la producción en masa. Voy a decir que esta tecnología de batería de iones de litio que se puede pintar más reciente, que puede convertir prácticamente cualquier superficie en una batería de iones de litio, también entra en esa categoría. Pero sigue siendo genial, y tal vez algún día veamos que parte de esta tecnología se vuelve práctica y se hace realidad. Lo que nos lleva al avance de iones de litio de esta semana: los investigadores de la Universidad de Rice han desarrollado una batería de iones de litio que se puede pintar literalmente en la superficie de cualquier objeto.
Características de la tecnología de batería de iones de litio que se puede pintar
La batería recargable fue creada en el laboratorio por el científico de materiales de Rice Pulickel Ajayan y consta de capas pintadas con aerosol, cada una de las cuales representa los componentes de ánodo y cátodo de una batería tradicional. La investigación aparece en la revista de acceso abierto en línea de Nature, Scientific Reports. La implicación es que el embalaje tradicional para baterías podría dar paso a nuevas posibilidades de diseño e integración para dispositivos de almacenamiento. Sus baterías podrían integrarse en los mismos productos que alimentan. Olvídese del factor de forma, las baterías podrían SER las herramientas.
La autora principal, Neelam Singh, una estudiante graduada de Rice, y su equipo pasaron horas laboriosas formulando, mezclando y probando pinturas para cada uno de los cinco componentes en capas: dos colectores de corriente, un cátodo, un ánodo y un separador de polímero en el medio. Los materiales se aplicaron con aerógrafo sobre baldosas de cerámica para baños, polímeros flexibles, vidrio, acero inoxidable e incluso una jarra de cerveza para ver qué tan bien se adhieren a cada sustrato.
En el primer experimento, se conectaron en paralelo nueve baterías de azulejos de baño. Uno estaba coronado con una celda solar que convertía la energía de una luz blanca de laboratorio. Cuando estaban completamente cargadas tanto por el panel solar como por la corriente de la casa, las baterías por sí solas suministraban 2,4 voltios y alimentaban un conjunto de diodos emisores de luz que decían «RICE» durante seis horas.
Los investigadores informaron que las baterías pintadas a mano eran notablemente consistentes en sus capacidades, dentro de más o menos el 10 por ciento del objetivo. También se sometieron a 60 ciclos de carga y descarga con solo una pequeña caída en la capacidad, dijo Singh.
El sistema de pintado de varias capas es bastante interesante. La primera capa es el colector de corriente positiva. La segunda capa es el cátodo. El tercero es la pintura del separador de polímero. La cuarta capa es el ánodo, una mezcla de óxido de titanio y litio y UFG en un aglutinante. La capa final es el colector de corriente negativa, una pintura de cobre conductora disponible comercialmente, diluida con etanol.
Singh dijo que las baterías se cargan fácilmente con una pequeña celda solar. Ella prevé la posibilidad de integrar baterías pintables con células solares pintables recientemente reportadas para crear una combinación de recolección de energía que sería difícil de superar. Por muy buenas que sean las baterías pintadas a mano, dijo, la ampliación con métodos modernos las mejorará a pasos agigantados. “La pintura en aerosol ya es un proceso industrial, por lo que sería muy fácil incorporarlo a la industria”, dijo Singh.
Los investigadores de Rice han solicitado una patente sobre la técnica, que continuarán perfeccionando. Singh dijo que están buscando activamente electrolitos que faciliten la creación de baterías pintadas al aire libre, y también visualizan sus baterías como mosaicos que se encajan y se pueden configurar de muchas maneras.
A mí, por mi parte, me encantaría pensar que algún día podríamos ir a la tienda y comprar un paquete de spray de 5 latas para producir una batería recargable de iones de litio que alimentaría un dispositivo en particular de nuestra elección.
Por supuesto, eso podría ser algo más para mis nietos… pero quién sabe.
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