junio 19, 2024

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Ingeniosamente simple: investigadores de Viena desarrollan baterías de iones de oxígeno

Ingeniosamente simple: investigadores de Viena desarrollan baterías de iones de oxígeno

Aunque la densidad de energía no es tan alta como con las conocidas baterías de iones de litio, la vida útil es casi ilimitada, la seguridad es alta y no hay necesidad de materias primas problemáticas: aquí está la batería de iones de oxígeno.

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“Tenemos mucha experiencia con materiales cerámicos que se pueden usar para celdas de combustible durante mucho tiempo”, dice Alexander Schmid, del Instituto de Tecnologías Químicas y Análisis de la Universidad Tecnológica de Viena. “Esto nos dio la idea de comprobar si estos materiales también son aptos para hacer una batería”.

Y resulta que Esto funciona: Los materiales cerámicos pueden absorber y liberar iones de oxígeno con doble carga negativa. Cuando se aplica un voltaje eléctrico, los iones de oxígeno se transfieren de un material cerámico a otro, después de lo cual se les permite regresar nuevamente, generando así electricidad.

Video clips sobre el tema de la corriente eléctrica.

Renovación desde el aire

El principio básico es similar al de cualquier otro dispositivo de almacenamiento de energía recargable. En comparación con una batería de iones de litio, hay algunas ventajas cruciales: la cerámica no es combustible, por ejemplo, e incluso si está defectuosa, es imposible que se inicie un incendio. Además, todos los materiales utilizados están disponibles sin mayores problemas o peligros ambientales. Todavía se usa un poco de lantano en el prototipo, pero ya se está trabajando en los reemplazos.

La batería de iones de oxígeno tiene otra ventaja importante: “El problema con muchas baterías es que en algún momento los portadores de carga ya no pueden moverse”, dice Schmid. Por lo tanto, ya no se puede utilizar para generar electricidad y la capacidad de la batería disminuye. Y tras varios ciclos de carga, esto puede convertirse en un problema grave. Por otro lado, una batería de iones de oxígeno se puede reponer sin ningún problema: si se pierde oxígeno por reacciones secundarias, la pérdida se puede compensar simplemente con el aire circundante.

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Sin embargo, la densidad de energía es solo un tercio de la de una batería de iones de litio. Por lo tanto, la memoria no es adecuada para teléfonos inteligentes o automóviles. Sin embargo, la tecnología sería adecuada para absorber el exceso de electricidad de los sistemas de energía eólica o solar para su posterior suministro a la red eléctrica; aquí, el tamaño no suele ser un factor limitante y la enorme vida útil hace que el sistema sea muy atractivo como solución temporal.

resumen

  • Los materiales cerámicos de las pilas de combustible son aptos para baterías.
  • Ventaja: materias primas no inflamables, sin problemas, alto nivel de seguridad.
  • La densidad de energía es menor que la de iones de litio, pero la vida útil es ilimitada.
  • Puede regenerarse suministrando oxígeno del aire circundante.
  • Ideal para almacenar electricidad de sistemas eólicos y solares.

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