Las baterías normalmente contienen productos químicos que los hacen menos de medio ambiente, pero un nuevo proyecto de investigación de la Universidad de Maryland busca cambiar eso, por lo menos en la pequeña escala. Un equipo dirigido por el profesor Zhu Hongli ha logrado crear una batería de nanoescala batería del material más ecológico que hay – de madera. Esta alternativa a las baterías existentes sería benigno cuando hayan sido enajenados y muy barato de fabricar.
Las baterías recargables más comunes hoy en día se basan en iones de litio de tecnología.En estas células, los iones de litio llevan la corriente moviendo desde el negativo al electrodo positivo. Que descarga la energía almacenada y su teléfono celular o Tesla Roadster obtiene el jugo necesario. El concepto es el mismo con la batería a base de madera diseñada por el grupo de Hongli Zhu. Sin embargo, se basa en sodio en lugar de litio.
Pero ¿por qué molestarse con la madera? Como las baterías de carga y descarga, el hincharse ligeramente. Esto poco a poco se descomponen los materiales rígidos mayoría de las baterías se basan en el tiempo. Las fibras de celulosa, se reunieron a partir de árboles de pino amarillo, son naturalmente flexibles y pueden soportar esta tensión. Estas propiedades hacen de la madera un material excelente para mantener los electrolitos líquidos y ser parte activa de la batería.
Después de ser recubierto con una fina capa de estaño, las fibras pueden mantener la integridad de la batería durante más de 400 ciclos de carga – que es más largo que muchas células de iones de litio, y con mucho, la mayor parte de cualquier nanoescala batería.Después de que se ejecute a través de ciclos de carga-descarga, las fibras estaban arrugadas, pero lo suficientemente intacta para aún actuar como un medio de transporte de iones eficaz, por lo que todavía funciona la célula.
Una batería de iones de sodio no puede almacenar energía tan eficientemente como una batería de litio, pero los investigadores han medido 339 mAh / g en esta etapa temprana.Eso es impresionante si tenemos en cuenta que está hecho de madera. A medida que el diseño es mejorado, el equipo de Hongli Zhu sospecha que puede aumentar enormemente la capacidad de almacenamiento de los nano-baterías. Sistemas de sodio-ion a base de estaño tienen una capacidad teórica de 847 mAh / g, por lo que todavía hay espacio para crecer.
La densidad de energía más bajo de sodio-ion significa esta tecnología no va a cambiar la batería de su smartphone en un bloque de madera en el corto plazo. En su lugar, estas baterías a base de madera se podrían utilizar en una escala más grande para almacenar grandes cantidades de energía en plantas de energía solar y las instalaciones industriales.
Va a tomar algún tiempo para llegar a ese tipo de utilidad general, sin embargo. Las baterías actuales nanoescala definitivamente ganan el apodo. La Universidad de Maryland investigadores están trabajando con células de iones de sodio que son 1.000 veces más delgado que una hoja de papel de la impresora.
El equipo cree que esta misma tecnología podría servir de modelo para una nueva generación de baterías de iones de sodio de bajo costo. Y si no son tan perjudiciales para el medio ambiente, la tecnología tradicional batería, así que es sólo mejor que mejor.
Nano Letters: DOI: 10.1021/nl400998t (Paywall) “ánodo de estaño por baterías de iones de sodio con fibra de madera natural como amortiguador mecánico y depósito de electrolito”
