Electrolitos impresos en 3D para mejorar el almacenamiento de energía
En Australia, un equipo de investigadores de la UNSW en Syndney afirma haber conseguido imprimir en 3D un electrolito polimérico de estado sólido con cualquier forma utilizando una impresora 3D de sobremesa. Podría utilizarse para almacenar energía en pequeños dispositivos electrónicos o médicos, o para aplicaciones aeroespaciales. El electrolito resultante tendría muy buena conductividad y gran resistencia.
En primer lugar, hay que recordar que un electrolito es una sustancia, líquida o sólida, capaz de transportar una carga eléctrica, ya sea positiva o negativa. Esto se debe al desplazamiento de los iones. Por ejemplo, un electrolito polimérico -como el utilizado en este estudio- representa una matriz de polímeros orgánicos en la que se observan iones en movimiento. Se utilizan mucho en las baterías de litio, sobre todo para mejorar su densidad y seguridad. Si consiguen imprimirlos en 3D, los investigadores de la UNSW podrán imaginar todo tipo de formas para aplicaciones aún más complejas.
Se ha impreso en 3D un mapa de Australia con polímeros sólidos (crédito de la foto: Dr. Corrigan)
Y es claramente una primicia mundial. Kenny Lee, uno de los investigadores del equipo, explica: «Nadie había imprimido antes electrolitos poliméricos sólidos en 3D. Tradicionalmente, se fabricaban con un molde, pero los procesos anteriores no ofrecían la posibilidad de controlar la resistencia del material ni de darle formas complejas. Con los electrolitos de estado sólido existentes, cuando se aumenta la resistencia del material, se sacrifica gran parte de la conductividad. Si se desea una mayor conductividad, el material es mucho menos robusto. Lo que hemos conseguido es una combinación simultánea de ambos, que puede imprimirse en 3D en geometrías sofisticadas».
Se han revelado pocos detalles sobre la máquina utilizada, pero se cree que es una impresora 3D de resina de sobremesa. Los investigadores afirman que se trata de una matriz polimérica rígida y reticulada que incorpora canales conductores de iones a nanoescala. Para probar la resistencia y las capacidades del nuevo desarrollo, el equipo imprimió en 3D un mapa de Australia, que luego se probó como dispositivo de almacenamiento de energía. Según el Dr. Corrigan, otro investigador del equipo, los resultados son excelentes:
«Otra de las ventajas de este electrolito polimérico sólido para los dispositivos de almacenamiento de energía es que aumenta la estabilidad del ciclo, es decir, el número de ciclos de carga y descarga hasta que su capacidad se reduce a un determinado nivel. En nuestro trabajo demostramos que este material es muy estable y puede cargarse y descargarse durante miles de ciclos. Después de 3.000 ciclos, sólo hubo una disminución de alrededor del 10%.»
A largo plazo, el objetivo es imprimir electrolitos con una densidad de almacenamiento mucho mayor para ampliar el abanico de posibilidades y las aplicaciones asociadas. Mientras tanto, puedes leer más AQUÍ.
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*Créditos de la imagen de portada: Dr. Corrigan
