Cómo funciona la batería sin masa

Los científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, desarrollaron una batería estructural con fibra de carbono que actúa como electrodo, conductor y material de carga.

Las baterías estructurales son materiales con propiedades de almacenamiento de energía electroquímica que se pueden incrustar en la estructura de un objeto, como un vehículo eléctrico o un dron. Básicamente, tienen como objetivo reducir el peso del objeto en sí.

Los científicos dieron cuenta de que la investigación y el desarrollo de baterías "sin masa" comenzaron en 2007. Desde entonces, el principal desafío ha sido construir dispositivos con buenas propiedades eléctricas y mecánicas. Sin embargo, afirmaron que su batería a base de fibra de carbono tiene buenas propiedades de almacenamiento, así como la rigidez y resistencia necesarias para integrarse en la estructura de los vehículos eléctricos.

"Nuestra batería también se puede aplicar al techo de vehículos urbanos como rickshaws y vehículos similares que también están cubiertos con células solares", dijo el investigador Leif Asp al portal alemán PV Magazine .

La batería consta de un electrodo negativo de fibra de carbono (CF) y un electrodo positivo con soporte de película de aluminio separados por un separador de fibra de vidrio (GF) en un material de matriz de electrolito estructural de batería (SBE).

"Los CF actúan como hospedadores de Li, conducen electrones y refuerzan el material", explicaron los investigadores. "De manera similar, la lámina de electrodo positivo proporciona una funcionalidad mecánica y eléctrica combinada".

También señalaron que el SBE favorece el transporte de iones de litio y transfiere cargas mecánicas entre las fibras, partículas y capas del dispositivo. La batería demostrada mostró un módulo elástico de 25 gigapascales y una resistencia a la tracción superior a 300 megapascales. El módulo elástico mide la resistencia del material a la deformación elástica y la resistencia a la tracción se refiere a la carga máxima que un material puede soportar sin fracturarse cuando se estira .

"La batería tiene una densidad de energía de 24 Wh / kg, lo que significa aproximadamente un 20 por ciento de capacidad en comparación con las baterías de iones de litio comparables actualmente disponibles", dijo el grupo sueco. "Pero dado que el peso de los vehículos se puede reducir en gran medida, se requerirá menos energía para conducir un automóvil eléctrico, por ejemplo, y una menor densidad de energía también da como resultado una mayor seguridad".

Describieron la batería en "Una batería estructural y su rendimiento multifuncional" , que se publicó recientemente en Advanced Energy & Sustainability Research . "Ahora probaremos la batería en combinación con vehículos fotovoltaicos y aeroespaciales integrados en vehículos", dijo Asp.

En mayo, otros científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers dieron a conocer un prototipo de batería recargable a base de cemento con una densidad de energía media de 7 Wh / m2 .

"Esta tecnología es perfectamente adecuada para el almacenamiento a gran escala de energía eólica y solar", dijo el investigador Luping Tan a PV Magazine. "También es perfecto para fotovoltaica en tejados y nuestra idea principal era producir elementos de tejado con funciones de batería para el almacenamiento de energía fotovoltaica".

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