Los científicos han creado un nuevo tipo de carbono que podría fabricar las baterías de nuestros teléfonos, tabletas y computadoras portátiles más seguras, mas poderoso, más rápido de cargar y más duradero.

Un equipo internacional de investigadores, dirigido por la Universidad de Lancaster y la Universidad de Jilin en China, han anunciado el primer carbono poroso sintetizado orgánicamente, llamado OSPC-1, en el diario Angewandte Chemie .

Este nuevo carbono muestra un potencial excepcional como material para ánodos dentro de las baterías de iones de litio, el tipo de baterías que alimentan a millones de dispositivos, como teléfonos móviles, laptops, Herramientas eléctricas, además de utilizarse en situaciones complejas más grandes, como los satélites espaciales, aviones comerciales y coches eléctricos.

El material estándar de la industria utilizado para los ánodos dentro de las baterías de iones de litio es una forma de carbono llamada grafito. Los científicos compararon el rendimiento de OSPC-1 con el grafito y descubrieron que OSPC-1 es capaz de almacenar más del doble de iones de litio. y por tanto poder, como el grafito a la misma velocidad de carga de rango medio.

Además, OSPC-1 puede almacenar iones de litio a más del doble de velocidad que el grafito, lo que significa que las velocidades de carga pueden ser dos veces más rápidas. Las velocidades de descarga también se pueden mejorar enormemente con OSPC-1, lo que significa que también se puede utilizar para alimentar aplicaciones que consumen más energía.

Singularmente, OSPC-1 se ha creado a nivel molecular utilizando una técnica compleja denominada 'homocoupling de Eglinton'. Esto implica eliminar el silicio de los grupos carbono-silicio para producir enlaces carbono a carbono. La estructura resultante es amorfa, muy estable, y, crucialmente, altamente conductivo.

Otra gran ventaja de OSPC-1 es su seguridad. No forma dendritas. Se trata de fibras de metal de litio que se pueden formar cuando el litio se atasca en la superficie del grafito. Si las dendritas se acumulan y llegan hasta el cátodo, pueden provocar un cortocircuito en las baterías de iones de litio y hacer que estallen en llamas.

OSPC-1 también parece ser mucho más duradero que el grafito. El equipo de científicos lo probó en más de 100 ciclos de carga y descarga y no hubo signos de deterioro. El grafito se expande y contrae cada vez que se carga y descarga, lo que lo hace susceptible a agrietarse. La estructura de marco abierto de OSPC-1 significa que es menos frágil y no tan propenso a estas debilidades.

Sin embargo, El grafito es el estándar de la industria porque es muy barato de producir y se puede obtener fácilmente. Los investigadores reconocen que OSPC-1 sería más costoso de producir, al menos inicialmente. Por lo tanto, Los investigadores creen que las primeras aplicaciones más probables serían para situaciones en las que la seguridad es la consideración primordial, como en satélites espaciales y aviones.

Dr. Abbie Trewin de la Universidad de Lancaster, coautor principal del estudio, dijo:"Nuestro equipo ha utilizado un método completamente nuevo para producir el único carbono poroso diseñado a nivel molecular.

"Este nuevo material, OSPC-1, es un material de ánodo muy prometedor para baterías de iones de litio con una alta capacidad de litio, una impresionante capacidad de velocidad de carga y descarga, potencial para una larga vida útil, y para un desempeño de seguridad significativamente mejorado.

"Creemos que OSPC-1 tiene un gran potencial en aquellas situaciones en las que una falla podría provocar la muerte, o la pérdida de equipos muy costosos en el caso de los satélites ".

El método utilizado por el equipo de investigadores tiene potencial para extenderse a otros materiales de carbono 3-D, y pudo ver la creación de una nueva familia de materiales de carbono porosos, que podrían ver beneficios para el almacenamiento de energía, dispositivos electrónicos, catálisis, almacenamiento de gas, y tecnologías de separación de gases.

Los hallazgos se informan en el artículo 'Un carbono poroso sintetizado orgánicamente en 3-D'.