Una alternativa emocionante al litio para baterías

Las baterías de teléfonos móviles con hasta tres veces la vida útil de la tecnología actual podrían convertirse en realidad, gracias a un avance liderado por la Universidad RMIT.

Solo el 10% de las baterías de mano usadas, incluso para teléfonos móviles, se recolectan para reciclar en Australia, lo que es bajo según los estándares internacionales. Crédito de la imagen: Adobe Stock

En lugar de desechar las baterías después de dos o tres años, el equipo cree que mediante el uso de ondas de sonido de alta frecuencia para eliminar el óxido que afecta el rendimiento de la batería, podría ser posible tener baterías reciclables que duren hasta nueve años.

En Australia, solo el 10% de las baterías de mano usadas, incluidas las que se usan en los teléfonos móviles, se recolectan para reciclar, lo cual es bajo según los estándares internacionales. El 90 % restante de las baterías se desechan de forma incorrecta o acaban en vertederos, lo que provoca un daño medioambiental significativo.

El alto costo de recuperar litio y otros materiales de las baterías es un obstáculo importante para la reutilización, pero el descubrimiento del equipo puede ayudar a solucionar este problema.

El equipo está trabajando con MXenes, que creen que será una interesante alternativa al litio para baterías en el futuro.

MXene, según Leslie Yeo, Profesor Distinguido de Ingeniería Química e investigador principal principal, es equivalente al grafeno en términos de conductividad eléctrica.

A diferencia del grafeno, los MXenes son altamente personalizables y abren una amplia gama de posibles aplicaciones tecnológicas en el futuro.

Leslie Yeo, Profesor Distinguido, Ingeniería Química, Escuela de Ingeniería, Universidad RMIT

El principal problema con el uso de MXene era que se oxidaba fácilmente, inhibiendo así la conductividad eléctrica y haciéndolo inutilizable.

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Yeo agrega: “Para superar este desafío, descubrimos que las ondas de sonido a una determinada frecuencia eliminan el óxido de MXene y lo restauran a su estado original..”

Según él, el avance del grupo podría algún día ayudar a revitalizar las baterías MXene cada pocos años, prolongando su vida útil hasta tres veces.

La capacidad de prolongar la vida útil de MXene es fundamental para garantizar su potencial para ser utilizado en piezas electrónicas comercialmente viables.”, agrega Yeo.

El estudio fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

Cómo funciona la innovación

Sr. Hossein Alijani, Ph.D. El candidato y coautor principal afirmó que el aspecto más difícil de emplear MXene era el óxido que se acumulaba en su superficie en un ambiente húmedo o cuando estaba suspendido en soluciones acuosas.

El óxido de la superficie, que es el óxido, es difícil de eliminar, especialmente en este material, que es mucho, mucho más delgado que un cabello humano. Los métodos actuales utilizados para reducir la oxidación se basan en el recubrimiento químico del material, lo que limita el uso del MXene en su forma nativa. En este trabajo, mostramos que exponer una película MXene oxidada a vibraciones de alta frecuencia durante solo un minuto elimina el óxido de la película. Este sencillo procedimiento permite recuperar su rendimiento eléctrico y electroquímico..

Sr. Hossein Alijani, coautor principal del estudio y candidato a doctorado, Escuela de Ingeniería, Universidad RMIT

Las aplicaciones potenciales del trabajo del equipo

Según los investigadores, su trabajo para eliminar el óxido de MXene allana el camino para que el nanomaterial se emplee en una variedad de aplicaciones, como sensores, almacenamiento de energía, transmisión inalámbrica y remediación ambiental.

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Uno de los investigadores principales principales, el profesor asociado Amgad Rezk, dijo que la capacidad de recuperar rápidamente materiales oxidados a un estado casi prístino indicaba un cambio de juego en términos de economía circular.

Los materiales utilizados en la electrónica, incluidas las baterías, generalmente sufren deterioro después de dos o tres años de uso debido a la formación de óxido. Con nuestro método, podemos extender potencialmente la vida útil de los componentes de la batería hasta tres veces.

Amgad Rezk, Profesor Asociado, Escuela de Ingeniería, Universidad RMIT

Próximos pasos

Si bien la tecnología parece prometedora, los investigadores deben colaborar con la industria para incorporar su dispositivo acústico en los sistemas y procesos de fabricación actuales.

El equipo también está investigando el potencial de su innovación para eliminar capas de óxido de otros materiales para aplicaciones de detección y energía renovable.

Estamos dispuestos a colaborar con socios de la industria para que nuestro método de eliminación de óxido se pueda ampliar.”, concluye Yeo.

referencia de revista

Ahmed, H. y otros. (2023) Recuperación de MXenes bidimensionales oxidados mediante vibración electromecánica a nanoescala de alta frecuencia. Comunicaciones de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41467-022-34699-3.

Fuente: https://www.rmit.edu.au

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