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Reutilizan botellas para fabricar un nuevo tipo de baterías de ion de litio

De acuerdo con la información que manejan los científicos, cada año acaban en los vertederos más de mil millones de botellas de cristal que se saltan los programas de reciclaje. Esta cifra apabullante les llevó a pensar que quizá sería posible dar una utilidad a este vidrio desechado mediante el uso del dióxido de silicio presente en las botellas para crear nanopartículas de silicio de alta pureza con las que construir baterías de iones de litio.

Estos resultados los acaba de constatar un equipo de investigadores del Bourns College of Engineering de la Universidad de California que, con botellas de vidrio desechadas y sometidas a un proceso químico de bajo coste, han sido capaces de extraer de su dióxido de silicio nanopartículas puras de silicio para crear baterías de ion de litio de alto rendimiento.

"Empezamos con un producto de desecho que se dirigía al vertedero y hemos creado baterías que almacenan más energía, se cargan más rápido y son más estables que las convencionales", explica Changling Li, uno de los participantes en este proyecto de investigación que lideran el profesor de ingeniería mecánica Cengiz Ozkan, y el profesor de ingeniería eléctrica, Mihri Ozkan. "Por lo tanto, se trata de una alternativa muy prometedora para la próxima generación de baterías de iones de litio".

Según explican en un artículo científico publicado en Nature Journal, los ánodos de silicio sustituyen al grafito en estas baterías. Aunque suelen ser más inestables, los investigadores han resuelto el problema reduciéndolos a nanoescala y combinando grandes cantidades de dióxido de silicio prácticamente puro y reacciones químicas de bajo costo.


Este proceso, que ha permitido al grupo investigador obtener baterías de ion de litio que almacenan cuatro veces más de energía que las soluciones basadas en grafito, se ha logrado en tres pasos: el primero, consistente en reducir las botellas de cristal a polvo fino; el segundo, una reducción que les permitió transformar el dióxido de silicio en nanoestructuras y, finalmente, el recubrimiento de estas nanopartículas en carbono para mejorar su estabilidad y su capacidad de almacenamiento de energía.

Tras esta innovación, con una sola botella de vidrio se puede obtener nanosilicio suficiente para entre tres y cinco baterías de celdas o para cientos de pilas de botón. Así, según defienden los investigadores, estas baterías no solo podrían ayudar a ampliar la gama de vehículos eléctricos e híbridos, sino que permitirán ahorrar energía en las cargas de teléfonos móviles y portátiles.

No obstante, la contracción que sufre el silicio durante la carga y descarga puede hacer que sea inestable, pero han conseguido reducir este problema mediante la combinación de una forma abundante y relativamente pura de dióxido de silicio con una reacción química de bajo costo. Gracias a esto, es posible fabricar baterías de iones de litio con poder para almacenar casi cuatro veces más energía que las de ánodos de grafito tradicionales.

Hasta nueve expertos han participado en este proyecto; el último de una serie impulsada por Cengiz y Mihri Ozkan para crear ánodos de ion de litio a partir de materiales respetuosos con el medioambiente, algo que ya habían intentado con champiñones Portobella, tierra y diamoteas, un tipo de microalga rica en fósiles.

Ecoportal.net

Con información de:
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