Mejorar las baterías con la nanotecnología

La nanotecnología tiene importantes contribuciones que hacer a la eficiencia de almacenamiento de energía. Tenga en cuenta que los tipos de baterías, donde nano está marcando la diferencia son los de automóviles, ordenadores portátiles, y copias de seguridad eléctricas industriales, en lugar de las baterías que ruedan alrededor en su cajón de la cocina.

Baterías más eficientes a través de nano

Entonces, ¿cómo las baterías de nanotecnología ayuda a trabajar más eficientemente? Un factor clave en la eficacia de la batería es la Densidad de poder, o la cantidad de energía eléctrica que una batería puede suministrar por peso. De los diversos tipos de baterías en uso, las baterías de iones de litio tienen la mayor densidad de potencia, por lo que se usan en los ordenadores portátiles y los coches eléctricos.

Las baterías de litio pueden almacenar la misma cantidad de energía que una batería de hidruro de níquel-metal en un paquete más ligero y más pequeño. Fabricantes de iones de litio proyectan que sus baterías durarán unos diez años, unos cuatro años más que las baterías de hidruro de níquel-metal.

Sin embargo, las baterías de iones de litio son más lentos para cargar y tienen problemas de seguridad. (Por ejemplo, en un caso publicitado hace unos años, las baterías de iones de litio en los ordenadores portátiles se incendiaron.) Muchas empresas están explorando el uso de la nanotecnología para cambiar el material utilizado en los electrodos de la batería de iones de litio.

Cada empresa ha utilizado su propia composición material patentado, tanto para reducir el riesgo de incendios de la batería y para incorporar la capacidad de una superficie nanoestructurado para aumentar la superficie de los electrodos. Este aumento en el área superficial ofrece más lugares para los iones de litio se pongan en contacto, permitiendo una mayor densidad de potencia y descarga de la batería más rápido y recarga.

Esperamos que los próximos pasos en la mejora de la batería a base de nanopartículas para aumentar la densidad de potencia sobre las baterías de iones de litio convencionales por cinco a diez veces. Estos cambios deben hacer los portátiles más ligeros, que les permita pasar más tiempo antes de recargarla.

Estas mejoras, sin embargo, dependerá de las opciones de los fabricantes. Por ejemplo, los coches eléctricos pueden ser capaces de correr unos pocos cientos de millas entre recargas o pueden contener, baterías más baratas más pequeños.

Mejoras futuras de la nanotecnología a pilas

El uso de la nanotecnología en la fabricación de baterías podrían aumentar la potencia disponible a partir de una batería a través de varios métodos que se están desarrollando en la actualidad. Por ejemplo:

• El recubrimiento de la superficie del electrodo con nanopartículas, nanocables, u otras nanoestructuras: Debido a que el ánodo es donde se almacenan los iones de litio cuando la batería está cargada, aumentando el número de iones almacenados aumenta la energía eléctrica almacenada.

  Varios investigadores y empresas que trabajan con baterías de iones de litio han utilizado nanomateriales para desarrollar ánodos con una mayor densidad de lugares a los que los iones de litio pueden adjuntar. Esta técnica aumenta el área superficial de los electrodos, permitiendo que los iones de litio más para ser almacenados.

• Cambio de los átomos a los que los bonos de litio: El cambio de estos átomos cambia la reacción electroquímica, lo que podría dar más energía, el aumento de la energía producida por la batería para cualquier peso dado.

Estas técnicas podrían aumentar la eficiencia de los vehículos híbridos o eléctricos al reducir significativamente el peso de la batería o el aumento de su gama.