Nuevos nanomateriales te permiten cargar tu teléfono en tan solo unos segundos

Fuente de la imagen: Universidad de Drexel

Es hora de hacer que enchufar un cargador sea cosa del pasado, y los científicos están desarrollando un nuevo diseño de electrodo que puede cargarse en segundos en lugar de unos pocos. horas para recargar la batería.

Los investigadores dicen que esto no sólo solucionaría el problema de cargar teléfonos móviles, sino que también resolvería uno de los principales problemas que frenan el mercado de los coches eléctricos.

En estudios anteriores, los investigadores han utilizado supercondensadores como dispositivos de almacenamiento de energía para dispositivos electrónicos portátiles. Los supercondensadores liberan energía en una gran explosión, por lo que tienen un potencial asombroso para impulsar esta tecnología.

El problema de los supercondensadores es que sólo se pueden utilizar para ciclos rápidos de carga/descarga y no son adecuados para el almacenamiento de energía a largo plazo.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Drexel está utilizando un material llamado MXene, o carburo de metal de transición bidimensional, para combinar las propiedades de los supercondensadores y las baterías tradicionales.

"Este artículo refuta el dogma ampliamente aceptado de que el almacenamiento de carga química, comúnmente utilizado en baterías, es siempre mucho más lento que el almacenamiento físico utilizado en condensadores de doble capa, también conocidos como supercondensadores", dijo el investigador principal Yury Gogotsi. del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Drexel.

"Hemos realizado experimentos para cargar electrodos MXene extremadamente delgados en decenas de milisegundos. MXene tiene una conductividad electrónica muy alta. Esto allana el camino para el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía ultrarrápidos. Se pueden cargar y descargar en segundos. , y además, puede almacenar mucha más energía que un supercondensador tradicional". MXene es un nanomaterial plano que parece un supercondensador. Sándwich: compuesto de óxido como el "pan" superior e inferior, lleno de carbono conductor y metal. en el centro. Cuando se elaboran, los MXenes se colocan en capas como si fueran patatas fritas.

Aunque MXene conduce bien la electricidad, su estructura similar a una papa frita crea una barrera que permite que los iones, los portadores químicos de carga, se difundan en la batería.

Para que una batería almacene carga, los iones entran y salen de puertos llamados "sitios activos redox". Cuantos más puertos haya, más energía podrá almacenar la batería y, lo que es más importante, la batería también debe permitir que los iones se muevan libremente, de lo contrario no podrán llegar a los puertos.

Para permitir que los iones se muevan libremente en MXene, los investigadores realizaron algunos estudios sobre la estructura.

Crédito de la imagen: Universidad de Drexel

Los científicos cambiaron la estructura de MXene y lo combinaron con un hidrogel para transformar la pila de patatas fritas en algo más parecido a La estructura del queso suizo permite que los iones fluir libremente.

"En las baterías y supercondensadores convencionales, los iones tienen un camino curvo en su camino hacia el puerto de almacenamiento de carga, lo que no solo ralentiza todo sino que también hace que casi ningún ion pueda alcanzar la velocidad de carga. destino rápidamente”, dijo María Lukatskaya, uno de los miembros del equipo.

“La estructura ideal del electrodo es cuando los iones se mueven hacia el puerto, es como pasar por una carretera de varios carriles, en lugar de una carretera de un solo carril. Nuestro diseño de electrodo de poros grandes logra este objetivo. y logra ”

Vale la pena señalar que, si bien esta investigación parece prometedora, no está claro cómo se utilizarán las baterías en los vehículos. No hay duda de que esta investigación eventualmente aparecerá en automóviles y teléfonos móviles, y revolucionará la forma en que se utilizan las baterías.

“Si comenzamos a utilizar materiales de baja dimensión y conductores electrónicos como electrodos de batería, podremos hacer que las baterías funcionen mucho más rápido de lo que podemos hacerlo ahora”, dijo Gogotsi: “Eventualmente, el reconocimiento de este hecho permitirá a nuestra empresa”. Las baterías de automóviles, portátiles y teléfonos se pueden cargar mucho más rápido, en segundos o minutos en lugar de horas”.

Simplemente estamos ansiosos por usar esta batería. ¡Entendido!

El personal de Tadpole está compilado a partir de sciencealert, traductor Tudou, la reimpresión requiere autorización