Un ánodo de nanocubos de sílica


Un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha sintetizado nanocubos porosos de sílica (óxido de silicio) que pueden ser utilizados como ánodo en baterías de ion-litio con una gran capacidad.

Según los investigadores el buen rendimiento del ánodo se debe a la gran porosidad de los nanocubos, que permiten alojar gran cantidad de iones de litio resistiendo los grandes cambios de volumen durante las cargas y descargas.

Como ya hemos dicho otras veces, el silicio tiene una gran capacidad específica teórica, 4100 mAh/g, pero no es capaz de soportar los grandes cambios de volumen, de hasta el 300%, que acaban por reducir la capacidad de la batería. Otros grupos han presentado novedosas propuestas para mitigar el efecto de los cambios de volumen, pero suelen ser procesos con varios pasos o técnicas caras, lo cual hace la fabricación de los ánodos más costosa.

La propuesta de este grupo resulta mucho más económica, ya que la síntesis de nanopartículas de sílica es barata y el propio óxido de silicio ofrece una buena capacidad específica, siendo la teórica de 1965 mAh/g.

Para demostrarlo prepararon pilas tipo botón 2032 con el ánodo descrito y con litio en el otro electrodo. Las capacidades para la primera carga y descarga fueron de 3084 y 1457 mAh/g respectivamente, siendo la capacidad de descarga de 1807 mAh/g en el segundo ciclo y bajando hasta los 919 mAh/g después del ciclo 5, que se mantuvo hasta el ciclo 30.

Se trata de grandes avances en comparación con previos experimentos realizados con sílica y que mejora la capacidad de los ánodos de grafito comerciales, de 372 mAh/g. Pero sobre todo se trata de una apuesta por reducir el precio de las baterías sin poner en compromiso los rendimientos actuales e incluso mejorándolos.

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Fuente | Nature


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Energias renovables

5 Comment responses

  1. Avatar
    March 31, 2013

    Una batería que pierde la mitad de su capacidad en pocos ciclos…
    Hay que ver que tan costosas saldrían a ver si compensa una cosa con otra.

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  2. Avatar
    March 31, 2013

    En estos momentos prefiero una batería de plomo-gel, de bajo coste y corta vida, pues en 2 o 3 años tendremos baterías mucho mas eficientes y mas baratas.
    Para que comprar hoy una batería de 50kwh/500kg/100.000km vida= €50.000.
    Si puedo comprar una que tenga 22kwh/250kg/20.000km vida= €10.000.

    Al siguiente año la cambio por otra NUEVA!!, probablemente mas barata y cada año compraré una Mejor que la anterior.

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  3. Avatar
    March 31, 2013

    Yo pienso que con conseguir una bateria de 300km a 120kmh(unos 60kw) y con 700 ciclos de carga, antes de perder importante capacidad, bastaria, le podrias meter 300000 km antes de que te desesperes y la cambies. la solucion pasa ahora mismo por poner mucha capacidad para prolongar en el tiempo la descarga de cada celda, y hacer mas km con cada ciclo. Cuando mejoren por ejemplo, veremos un Tesla con mejores prestaciones o una autonomia, que ni con el de campsa detras. La forma de abaratar la tecnologia de las baterias actuales pasa por la eonomia de escala. mientras se desarrollaran nuevas que lo vamos a flipar, primero con desconocidos y viendose arrastrados, se pondran las pilas los grandes fabricantes. Espero que se produzca un dia el alud de los electricos como paso con los moviles, los plasmas, etc.

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  4. Avatar
    March 31, 2013

    Algún día uno de estos experimentos se materializará y todos seremos felices! Mientras tanto, a esperar…

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    April 01, 2013

    ¿y después del ciclo 30 cual es la evolución? De nada sirve este estudio y experimento si de 30 ciclos no se pasa vamos que asi no se va a ningún lado…….Más hechos y menos marear la perdiz.

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