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Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder han logrado un avance significativo en la comprensión de la degradación de las baterías. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para mejorar iones de litio baterías, particularmente en vehículos eléctricos (vehículos eléctricos) y almacenamiento de energía renovable. Al identificar el papel de las moléculas de hidrógeno en el proceso de degradación, la investigación podría conducir a baterías más sostenibles y duraderas.
Descubriendo el envejecimiento de la batería
Con el tiempo, las baterías pierden su capacidad, un problema común que hace que los dispositivos más antiguos pierdan energía más rápidamente. Un equipo de investigación internacional, dirigido por Michael Toney de la Universidad de Colorado Boulder, ha descubierto los mecanismos moleculares detrás de esta degradación. Sus hallazgos, publicados en la revista Science y destacados en Science News informepuede allanar el camino para diseñar baterías más duraderas.
La ciencia de la autodescarga
En las baterías de iones de litio, los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo para generar energía eléctrica. Mientras se cargan, estos iones regresan al ánodo. Sin embargo, los investigadores encontraron que las moléculas de hidrógeno del electrólito interfieren con este proceso, reduciendo la cantidad de iones de litio que pueden unirse al cátodo. Esto debilita la corriente eléctrica, lo que lleva a una pérdida de capacidad con el tiempo.
Implicaciones para los vehículos eléctricos y las energías renovables
Las baterías de iones de litio son clave para la transición de los combustibles fósiles a las energías renovables, pero aún enfrentan desafíos como la autodescarga y la dependencia de materiales costosos como el cobalto. Este estudiar arroja luz sobre por qué las alternativas actuales sin cobalto, como las que utilizan níquel o magnesio, tienden a degradarse más rápido. Con una mejor comprensión de las causas de la autodescarga, los ingenieros ahora pueden trabajar en soluciones para extender la vida útil de la batería y mejorar la eficiencia.
El futuro de la tecnología de baterías
Como la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero en Estados Unidos, el sector del transporte está bajo presión para adoptar vehículos eléctricos. Sin embargo, la autonomía de conducción limitada y la vida útil más corta de las baterías de los vehículos eléctricos siguen siendo obstáculos importantes. Toney cree que mejorar el diseño de las baterías con bajo contenido de cobalto puede ofrecer una mayor autonomía y una vida útil más larga, lo que podría reducir los costos y abordar las preocupaciones éticas relacionadas con la extracción de cobalto.
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