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Investigadores de Stanford han desarrollado la primera batería de iones de litio que se apaga antes de sobrecalentarse, a continuación, se reinicia inmediatamente cuando la temperatura es optima.

“La gente ha intentado diferentes estrategias para resolver el problema de los incendios accidentales en las baterías de iones de litio“, dijo Zhenan Bao, profesor de ingeniería química en Stanford. “Hemos diseñado la primera batería que se puede apagarse y encenderse durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento repetidos sin comprometer el rendimiento.”

Una batería de iones de litio típica consta de dos electrodos y un electrolito líquido o gel que lleva partículas cargadas entre ellos. La punción, un cortocircuito o sobrecarga de la batería genera calor. Si la temperatura alcanza unos 150 grados Celsius, el electrolito podría incendiarse y provocar una explosión.

Varias técnicas se han utilizado para prevenir los incendios de las baterías, tales como la adición de retardadores. En 2014, el ingeniero de Stanford Yi Cui creo una batería “inteligente” que proporciona una amplia advertencia antes de sobrecalentarse.

“Desafortunadamente, estas técnicas son irreversibles, por lo que la batería ya no es funcional después de que se recalienta. Es evidente que, a pesar de los muchos esfuerzos realizados hasta el momento, la seguridad de la batería sigue siendo una preocupación importante y requiere un nuevo enfoque.”

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Para resolver el problema, los científicos recurrieron a la nanotecnología, a partir de un invento reciente que consiste en un sensor portátil que controla la temperatura del cuerpo humano. Este sensor está hecho de plástico, con pequeñas partículas de níquel de las que sobresalen pinchos minúsculos.

Para llevar a cabo esta prueba, los científicos cubrieron las partículas punzantes de níquel con grafeno y las introdujeron en una fina película de polietileno, para posteriormente adjuntarla a uno de los electrodos de la pila, de modo que la corriente eléctrica pudiera circular a través de esta.

“Para conducir electricidad, las partículas con puntas tienen que tocarse físicamente entre sí, pero durante una expansión térmica, el polietileno se estira, lo que provoca que las partículas se difundan”, afirma el investigador. De este modo, relata, la película se vuelve no conductora, por lo que la electricidad no puede fluir a través de la pila.

Cuando el equipo de científicos calentó la batería por encima de los 70 grados centígrados, la capa de polietileno se expandió como un balón, lo que causó que las partículas en punta se separaran y la batería se apagara. Cuando la temperatura descendió hasta los 70 grados, el material se encogió, las partículas entraron en contacto de nuevo y la pila empezó a generar energía una vez más.

“Podemos incluso ajustar la temperatura más alta o más baja dependiendo de cuántas partículas introducimos o qué tipo de material polimero escogemos”.

Referencia: Nature

 

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