Para muchos años, las baterías de cobalto han sido consideradas eficientes pero tenían algunas desventajas como la disponibilidad limitada y los altos costos de producción. Sin embargo, una investigación realizada por un equipo de científicos liderado por Mircea Dincă podría cambiar esta situación.
Hace aproximadamente seis años, el laboratorio de Dincă comenzó un proyecto financiado por Lamborghini para desarrollar una batería orgánica capaz de impulsar automóviles eléctricos. Durante el trabajo en materiales porosos, parcialmente orgánicos y parcialmente inorgánicos, los científicos notaron que habían creado un material que podría ser un buen conductor.
Este material consiste en múltiples capas de TAQ (bis-tetraaminobenzoquinona), una molécula orgánica que contiene tres anillos hexagonales conectados. Estas capas pueden expandirse en todas las direcciones, creando una estructura similar al grafeno. En el interior de las moléculas, hay grupos químicos llamados quinonas, que sirven como reservorios de electrones, y aminas que ayudan a crear un material con fuertes enlaces de hidrógeno.
Estos enlaces de hidrógeno hacen que el material sea increíblemente estable e insoluble. Esta insolubilidad es importante porque evita que el material se disuelva en el electrolito de la batería, como ocurre con algunas baterías orgánicas, prolongando así su vida útil.
Investigaciones adicionales han confirmado que esta batería orgánica tiene una conductividad y capacidad similares a las baterías de cobalto tradicionales. Las baterías de cátodo de TAQ también pueden cargarse y descargarse más rápido, lo que puede acortar el tiempo de carga de los automóviles eléctricos.
Para aumentar la estabilidad del material orgánico y mejorar su adhesión al colector de corriente hecho de cobre o aluminio, los científicos agregaron aditivos como celulosa y caucho. Estos aditivos constituyen menos de una décima parte de la composición total del cátodo y no afectan significativamente la capacidad de almacenamiento de la batería.
Además, llenar la batería con un compuesto de celulosa y caucho extiende significativamente la vida útil del cátodo, evitando que se agriete durante el flujo de iones de litio cuando la batería se está cargando.
Los componentes básicos necesarios para producir un cátodo como este: precursores de quinonas y precursores de aminas, ya están disponibles en grandes cantidades en el mercado. Los científicos estiman que el costo de producción de las baterías orgánicas puede ser de entre un tercio y la mitad del costo de las baterías de cobalto.
La patente de esta tecnología ya ha sido licenciada por Lamborghini. El laboratorio de Dincă planea continuar investigación sobre materiales alternativos para baterías y considera reemplazar el litio con elementos más baratos y abundantes como el sodio o el magnesio.
Preguntas frecuentes:
1. ¿Qué son las baterías de cobalto?
Las baterías de cobalto son un tipo de baterías que utilizan cobalto como uno de sus componentes principales.
2. ¿Cómo puede la investigación de Mircea Dincă cambiar la situación de las baterías de cobalto?
La investigación de Mircea Dincă se enfoca en desarrollar una batería orgánica que pueda ser competitiva en cuanto a rendimiento y costos de producción con las baterías de cobalto.
3. ¿Cuáles son las características principales del material creado por los científicos?
Este material consiste en capas orgánicas e inorgánicas. Es increíblemente estable e insoluble, lo que contribuye a su larga vida útil. Tiene una conductividad y capacidad similares a las baterías de cobalto tradicionales.
4. ¿Por qué se agregaron aditivos a la batería?
Se agregaron aditivos como celulosa y caucho para aumentar la estabilidad del material orgánico y mejorar su adhesión al colector de corriente hecho de cobre o aluminio.
5. ¿Qué beneficios tiene llenar la batería con un compuesto de celulosa y caucho?
Llenar la batería con un compuesto de celulosa y caucho extiende la vida útil del cátodo y evita que se agriete durante la carga.
6. ¿Cuáles son los planes del laboratorio de Dincă para el futuro?
El laboratorio de Dincă planea continuar investigando materiales alternativos para baterías y considera reemplazar el litio con elementos más baratos y fácilmente disponibles como el sodio o el magnesio.
7. ¿Cómo se comparan los costos de producción de las baterías orgánicas con las baterías de cobalto?
Los científicos estiman que el costo de producción de las baterías orgánicas puede ser de entre un tercio y la mitad del costo de las baterías de cobalto.
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