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Investigadores de la Universidad de Michigan desarrollaron una nueva batería para coches eléctricos a base de litio y azufre que puede ser una gran innovación en la industria automotriz
Un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan mostró, en paper, cómo una red de nanofibras formadas por medio de kevlar reciclado puede resolver problemas ligados a la autonomía de coches eléctricos. El equipo afirmó además que la nueva tecnología permite la producción de una batería hecha con el uso de litio y azufre para la industria automotriz que puede superar en cinco veces la capacidad de baterías convencionales.
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Es de entendimiento general que lo que dificulta la estabilidad en la autonomía de los coches eléctricos actualmente es el ciclo de vida de las baterías, por ejemplo, la cantidad de veces en que puede ser cargada y descargada.
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Siendo así, el profesor Nicholas Kotov, líder de investigación, afirma que ya hay una gran extensión de libros y documentos sobre la buena ciclaridad de las baterías hechas de litio y azufre. No obstante, estos estudios reniegan elementos esenciales para la industria automotriz como seguridad, resiliencia y tasa de carga. De acuerdo con el investigador, el desafío actual es desarrollar una batería para la industria automotriz que, además de la autonomía, amplíe la tasa de ciclado de los diez ciclos anteriores a cientos de ciclos y cumpla con otros requisitos, como los costos.
La ingeniería biomimética de estas baterías para coches eléctricos está compuesta por dos escalas: molecular y nanoescala. Por primera vez, entonces, fue posible integrar la resistencia del cartílago y la selectividad iónica de las membranas celulares. El punto de vista de los científicos de sistema integrado hizo posible enfrentar los desafíos de producción de la batería de litio y azufre.
Científicos resuelven problema de reducción de la capacidad de la unidad
El obstáculo es que, en las baterías de litio y azufre, las moléculas de los dos materiales fluyen hacia el litio, lo que hace que la capacidad de la unidad disminuya. Siendo así, los investigadores de la Universidad necesitaban hacer que los iones de litio fluyeran hacia el azufre y volvieran.
Copiando la dinámica de poros en membranas biológicas, los investigadores añadieron una carga eléctrica a los poros de la membrana de la batería para repeler los polisulfuros de litio. De este modo, los iones de litio positivos lograron pasar libremente y finalizar el proceso.
Nueva patente de la batería a base de litio y azufre es casi perfecta, destaca Kotov
De acuerdo con Kotov, el modelo de las baterías para coches eléctricos es casi perfecto, con su eficiencia y capacidad aproximándose a la teoría. El investigador también afirma que la nueva batería puede soportar temperaturas extremas de un vehículo, que va desde el frío hasta el calor, lo que a su vez influye en una mayor autonomía.
Junto con la mayor capacidad, las baterías cuentan con ventajas de sostenibilidad en comparación con otras baterías de iones de litio. El azufre es mucho más presente en el ambiente que el cobalto en los electrodos de iones de litio. Además, las fibras de aramida de la membrana de la batería pueden ser recicladas de chalecos antibalas desechados y ser utilizadas normalmente.
