Una nueva clase de baterías de litio

Las baterías de ion de litio recargables son productos de estándar industrial para teléfonos celulares, computadoras portátiles, tablets, vehículos eléctricos, y más. Aunque ofrezcan una alta densidad de energía y gran capacidad de almacenamiento de energía, las baterías de ion de litio no pueden aceptar o liberar energía rápidamente en caso de una baja densidad de energía. Para resolver este problema, un equipo de investigación del Instituto politécnico Rensselaer, encabezado por el experto en nanomateriales Nikhil Koratkar, creó un nuevo tipo de batería que puede no sólo almacenar una gran cantidad de energía sino que también puede la aceptar o descargar rápidamente. De acuerdo a los investigadores, las baterías que usan papel grafeno con imperfecciones pueden superar las desventajas de densidad de potencia limitada y aceptar o descargar rápidamente energía. Tal innovación aliviará la demanda de la compleja unión de baterías de litio y supercapacitadores en autos eléctricos. El nuevo tipo de productos puede reducir enormemente el tiempo necesario para cargar dispositivos portátiles como teléfonos móviles, computadoras portátiles, así como también dispositivos médicos usados por paramédicos.

La siguiente es la información detallada referente a la nueva clase de baterías:
Haga una hoja grande de papel de óxido de grafeno. El papel tiene el grosor aproximado de un papel de impresión y puede formarse en cualquier forma o tamaño. Luego, exponga el papel de grafeno a un láser o flash de cámara digital. El calor del láser o flash de cámara digital resulta en pequeñas explosiones por todo el papel, y los átomos de oxígeno en el óxido de grafeno son expulsados de la estructura. Luego de esto, el papel de grafeno tiene muchas grietas, poros, etc. El grosor del papel aumenta cinco veces gracias a la presión creada por el excape de oxígeno. Los investigadores pronto encontraron que la lámina simple de papel grafeno impar funciona bien como ánodo para la batería de ion de litio. Los iones de litio pueden moverse rápidamente hacia dentro o hacia afuera del papel de grafeno usando las grietas o poros como atajos, mejorando significativamente la densidad de potencia general de la batería. Los experimentos llevados a cabo por el equipo de Koratkar mostró que este ánodo de grafeno ofrece una velocidad de carga o descarga 10 veces más rápida que la del ánodo de grafito convencional usado en las baterías de ion de litio. Además, no ocurren pérdidas obvias de densidad de energía. Incluso después de 1000 ciclos de carga/descarga, el ánodo de grafeno puede continuar funcionando normalmente. Más aún, la alta conductividad de este material permite un transporte de electrones eficiente en el ánodo.

Los investigadores afirman que el proceso de fabricación de ánodos de papel de grafeno puede ser fácilmente ajustado y exponer el papel a un láser o flash de cámara es un proceso simple y económico para reproducir. Juntar el material de ánodo de grafeno con un material de cátodo de alta potencia para construir una batería completa es su próxima tarea.