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Los investigadores crean una innovadora batería alimentada por protones

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Los ingenieros australianos desarrollaron la primera batería de protones recargable en funcionamiento del mundo, dando a las baterías varios pasos gigantes hacia baterías más baratas, seguras y ecológicas.

Si se amplían, las baterías de protones tienen la capacidad de competir con la omnipresente batería de iones de litio, según el profesor de RMIT, John Andrews.

“Nuestro último avance es un paso crucial hacia baterías de protones económicas y sostenibles que pueden ayudar a satisfacer nuestras necesidades energéticas futuras sin dañar aún más nuestro entorno ya frágil”, dijo Andrews en un comunicado de prensa.

Las baterías de iones de litio reutilizables como las de casi todos los teléfonos inteligentes son una mejora en las formas más antiguas de baterías. Sin embargo, por su naturaleza, las baterías de iones de litio son peligrosas. A finales de 2016 y principios de 2017, Samsung tuvo problemas con la explosión de las baterías en un puñado de sus teléfonos inteligentes más populares. Esto se debe a que si se rompe el separador que evita los cortocircuitos, los electrodos que se acercan demasiado entre sí pueden provocar un sobrecalentamiento rápidamente.

El diseño RMIT eliminaría ese peligro considerablemente. Actualmente, el prototipo utiliza un electrodo de carbono para almacenar hidrógeno y pilas de combustible reversibles para producir electricidad. Andrews dijo que es esta combinación de electrodo de carbono y protón lo que le da a esta nueva batería un ligero empujón por encima de sus contrapartes de iones de litio.

"A medida que el mundo avanza hacia la energía renovable inherentemente variable para reducir las emisiones de efecto invernadero y abordar el cambio climático, los requisitos para el almacenamiento de energía eléctrica serán gigantes", señaló. "La batería de protones es uno de los muchos contribuyentes potenciales para satisfacer esta enorme demanda de almacenamiento de energía. Alimentar las baterías con protones tiene el potencial de ser más económico que usar iones de litio, que se fabrican a partir de recursos escasos".

Así es como funciona la batería. El carbono del electrodo se une a los protones que se encuentran cuando el agua se divide a través de los electrones de la fuente de alimentación. Esos protones pasan a través de la celda de combustible reversible nuevamente para formar agua a medida que se mezcla con el oxígeno y luego genera energía.

Todo el proceso de conversión y almacenamiento de energía está libre de emisiones, según el equipo.

"El carbono, que es el recurso principal utilizado en nuestra batería de protones, es abundante y barato en comparación con las aleaciones metálicas de almacenamiento de hidrógeno y el litio necesario para las baterías de iones de litio recargables".

Los investigadores informaron que el voltaje máximo de la celda era de 1,2 voltios, por lo que el sistema en sí está lejos de estar optimizado. Sin embargo, la energía por unidad de masa ya es comparable con otras baterías de iones de litio actualmente en el mercado y en los teléfonos. El proceso también le da a esta batería de protones una eficiencia mucho mayor que otros sistemas de hidrógeno. Los investigadores notaron que han eliminado efectivamente la pérdida de energía asociada con la tecnología actual de baterías de hidrógeno.

El equipo está buscando ampliar su investigación, mejorar el rendimiento de la batería y aprovechar materiales poderosos como el grafeno para llevar aún más esta batería de protones a su máximo potencial.

"El trabajo futuro ahora se centrará en mejorar aún más el rendimiento y la densidad de energía mediante el uso de materiales a base de carbono en capas atómicamente delgadas como el grafeno, con el objetivo de una batería de protones que sea verdaderamente competitiva con las baterías de iones de litio firmemente a la vista", dijo Andrews. .


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