Baterías de grafeno que cargan en segundos y duran un mes

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Qian Cheng, Yasuharu Okamoto, Noriyuki Tamura, Masayoshi Tsuji, Shunya Maruyama & Yoshiaki Matsuo. Graphene-Like-Graphite as Fast-Chargeable and High-Capacity Anode Materials for Lithium Ion BatteriesScientific Reports 7, Article number: 14782 (2017) doi:10.1038/s41598-017-14504-8

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Un equipo de científicos procedentes del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado un nuevo sistema de baterías de litio que se cargan en segundos y tienen una duración de un mes gracias a las capacidades que proporciona el grafeno. El MIT ha asegurado que ya tienen acuerdos con algunas marcas comerciales para que puedan estar disponibles en el mercado en 2018.

Entre las tecnologías de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio (Li-ion) se han vuelto críticas para una variedad de aplicaciones, desde la electrónica portátil hasta los vehículos eléctricos, debido a su alta densidad energética relativa, densidad de potencia y larga vida útil. Recientemente, los vehículos eléctricos, los aviones teledirigidos y los robots de transporte con capacidades autónomas, como el piloto automático, han despertado mucho interés como las tecnologías de vanguardia. Sin embargo, para el uso generalizado de estas tecnologías, las baterías con sólo una alta densidad de energía no son suficientes como fuentes de alimentación para estas aplicaciones, ya que también son esenciales una capacidad de carga rápida, una larga vida útil y un bajo coste. Un aumento adicional en la densidad de energía y el rendimiento energético se ha vuelto muy limitado en las últimas dos décadas desde que ha habido pocos avances en la comercialización de nuevos productos químicos para una capacidad significativamente mayor, carga rápida y capacidad de descarga. En este contexto, el grafeno, como padre de todas las estructuras grafíticas, ha sido estudiado como un material de ánodo que exhibe una alta capacidad y un buen rendimiento de velocidad. El grafeno es una lámina de átomos de carbono unidos en un patrón de celosía de nido de abeja, es enormemente reconocido como un “material maravilloso” debido a los atributos asombrosos que contiene. Es un potente conductor de energía eléctrica y térmica, extremadamente ligero químicamente inerte y flexible con gran potencial. También se considera respetuoso con el medio ambiente y sostenible, con posibilidades ilimitadas para numerosas aplicaciones.

El graphene-like-graphite (GLG) utilizado como material de ánodo de baterías de iones de litio proporciona un  alto potencia de 608 mAh/g y una capacidad de velocidad superior. La morfología y la estructura cristalina de las GLG es muy similares a las de las baterías de grafito, que actualmente se utiliza como material de ánodo de las baterías de iones de litio. Se estima que estas baterías podrían incrementar la capacidad actual que tienen las actuales como las del  iPhone 8 que tiene un potencial de 1.821 mAh (miliamperios-hora) hasta los 40.000 mAh que tendrían las nuevas baterías.

Las posibles aplicaciones de estas baterías de grafeno es que puedan alimentar no sólo dispositivos como móviles o tabletas, si no que también puedan utilizarse para automóviles, robots y hasta en misiles autodirigidos.

 

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