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Usan cáscaras de arroz para construir baterías más eficientes

Usan cáscaras de arroz para construir baterías más eficientes
 

 

La creciente demanda de energía en todo el mundo supone un reto muy importante para la comunidad científica, que ve cómo aumenta la presión por encontrar una solución tecnológica viable a la hora de fabricar baterías que proporcionen mayores niveles de autonomía.

Vehículos eléctricos, ordenadores portátiles, Tablet o Smartphone son sólo algunos de los productos que esperan soluciones que aporten más duración de batería y mayor durabilidad, y desde múltiples grupos de trabajo tratan de aportar soluciones en este sentido.

Para ello, actualmente existe un creciente interés para evolucionar las baterías de litio actuales, que usan electrodos fabricados en grafito, por electrodos basados en silicio, ya que pueden almacenar hasta 10 veces más carga. Sin embargo, el problema es que el uso continuado de estas nuevas baterías incide negativamente en el rendimiento a medio y largo plazo.

Sin embargo, una de las últimas iniciativas parte de investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología en Daejeon (en Corea del Sur), quienes han encontrado la forma de minimizar este impacto en las baterías fabricadas con electrodos de silicio. Concretamente, se trata de obtener silicio de las cáscaras del arroz, de forma natural, ya que este componente puede resistir mejor los cambios de volumen producidos por las cargas y descargas continuadas (lo que se denomina “Capacity Fade”).

Según apunta Jang Wook Choi, uno de los investigadores del proyecto, los pequeños agujeros que se encuentran en la cáscara del arroz, que permiten a los granos respirar, se transforman en sílice (o dióxido de silicio) poroso, lo que supone que este componente pueda adaptarse mejor a los procesos de carga y descarga continuada, impidiendo cambios drásticos en el volumen de las moléculas de silicio con el uso.

Para llegar a esta conclusión, el equipo de trabajo de Choi convirtió el dióxido de silicio extraído de la cáscara de la planta del arroz en silicio puro (a través de un proceso de calentamiento a altas temperaturas), y posteriormente construyó los electrodos de las baterías con esta materia. Como resultado, después de 200 cargas de batería, el sistema no mostró síntomas de “Capacity Fade”. Por el contrario, una segunda batería basada en electrodos de silicio sintético se comportó peor, ya que, si bien fue capaz de realizar una carga inicial más alta, comenzó a resultar ineficiente después de 10 o 15 ciclos de carga, lo que muestra la durabilidad de la variante basada en silicio extraído de la cáscara de la planta del arroz.

No obstante, a pesar de estos datos, por el momento es demasiado pronto para saber si este tipo de baterías podrán llegar a ser competitivas a nivel comercial. De hecho, existen otros retos por solventar en el camino, como solucionar el proceso de convertir el sílice extraído de las plantas en silicio puro, ya que, actualmente, es costoso. Sin embargo, Jang Wook Choi confía en que utilizar la alternativa natural es mejor que la sintética.
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