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Viernes, 11 mayo 2012
Ingeniería

Llegan las baterías de litio-azufre

El número de dispositivos electrónicos móviles está creciendo de manera sostenida en todo el mundo. Como resultado, existe una necesidad creciente de contar con baterías que sean pequeñas, livianas pero también potentes. Como el potencial para el perfeccionamiento de las baterías de ión-litio parece estar ya casi agotado, los expertos se están concentrando ahora en un nuevo y prometedor dispositivo de almacenamiento de energía: las baterías de litio-azufre.

En un paso importante hacia el desarrollo futuro de este tipo de batería, un equipo de investigación ha ideado un sistema basado en nanopartículas de carbono poroso que se valen de moléculas de azufre para lograr la mayor eficacia posible.

En los prototipos de la batería de litio-azufre desarrollada por el equipo de Thomas Bein de la Universidad Ludwig-Maximilians en Alemania, y Linda Nazar de la Universidad de Waterloo en Canadá, los iones de litio se intercambian entre los electrodos.

El azufre desempeña un papel especial en este sistema: Bajo las circunstancias óptimas, puede absorber dos iones de litio por cada átomo de azufre. Es por consiguiente un excelente material para el almacenamiento de energía, debido a su bajo peso. Por otra parte, el azufre es un mal conductor, lo que significa que los electrones sólo se pueden transportar con gran dificultad durante los procesos de carga y descarga. Para mejorar el diseño de esta batería, se necesita generar fases del azufre con la mayor área posible de superficie de contacto para la transferencia de los electrones mediante la intervención de un material conductor nanoestructurado.

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Con este fin, el equipo de Thomas Bein desarrolló una red de nanopartículas de carbono poroso. Las nanopartículas tienen poros de entre 3 y 6 nanómetros, lo cual permite distribuir el azufre uniformemente. De esta manera, casi todos los átomos de azufre están disponibles para aceptar iones de litio, estando al mismo tiempo ubicados cerca del carbono conductor.

El azufre es muy accesible eléctricamente en estas nuevas y muy porosas nanopartículas de carbono, y se estabiliza para que se pueda lograr una alta capacidad inicial de 1200 mAh/g y una buena estabilidad durante el ciclo.


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