Desde la Universidad de Texas, Estados Unidos, ha surgido un nuevodescubrimientoque realiza aportes interesantes de cara al flagelo que afecta la masificación de la movilidad eléctrica como lo son los tiempos de recarga de vehículos.
Los investigadores de la casa de estudio han estado realizando pruebas con los componentes clave de las baterías de litio, con el objetivo de modificar la arquitectura horizontal de los electrodos y transformarla en vertical.
Para lograr esta meta idearon un nuevo diseño que puede hacer que vehículos eléctricos aumenten su velocidad de carga y multipliquen por dos su autonomía.
De acuerdo con información difundida por el portal “Híbridos y Eléctricos”, el avance se centra en un nuevo electrodo engrosado compuesto por capas apiladas verticalmente que facilita el transporte de los iones de litio.
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Foco y dificultades
El enfoque tradicional en este componente de las celdas implica el uso de capas apiladas de materiales bidimensionales, muy finos, que forman el electrodo. Sin embargo, esta geometría tiene sus límites.
El empleo de electrodos más gruesos significa un mayor potencial de almacenamiento de energía ya que ofrece una superficie mayor para cubrir con los iones de litio. Pero las capas alineadas horizontalmente obligan a los iones a moverse de un lado a otro a medida que salen y entran en los electrodos, lo que conduce a tiempos de carga más lentos.
En el estudio que fue publicado en la revista “Proceedings of the National Academy of Sciences”, su autor, Guihua Yu explicó que se cree comúnmente que los materiales bidimensionales son candidatos prometedores para aplicaciones de almacenamiento de energía de alta velocidad porque solo necesitan tener varios nanómetros de espesor para el transporte rápido de carga, pero para las baterías de alta energía basadas en el diseño de electrodos gruesos, el re-apilamiento de nanoláminas como bloques de construcción puede causar cuellos de botella significativos en el transporte de carga.
“Nuestro electrodo muestra un rendimiento electroquímico superior en parte debido a la alta resistencia mecánica, la alta conductividad eléctrica y la facilidad para el transporte de los iones de litio, gracias a la arquitectura única que diseñamos”, afirma Zhengyu Ju, otro de los autores de la investigación.
El equipo utilizó una segunda batería con capas de electrodos apiladas horizontalmente como un sistema de control. El electrodo apilado verticalmente se pudo recargar al 50% de su capacidad en 30 minutos, mientras que el electrodo apilado horizontalmente tardó 2 horas y 30 minutos en cargarse al mismo nivel.
Los científicos afirman que este electrodo denso y grueso está entre los que ofrecen las mejores cifras de capacidad «reportadas en la literatura». Según sus conclusiones, podrían dar lugar a vehículos eléctricos con el doble de autonomía en comparación con los electrodos de batería disponibles en el mercado.
