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Las baterías de iones de litio podrían verse amenazadas después del desarrollo de materiales poliméricos por las universidades de Surrey y Bristol. junto con Superdielectrics Ltd, que podría desafiar el dominio de estas baterías tradicionales.
Hace solo un año los socios anunciaron resultados científicos para nuevos materiales poliméricos que tienen propiedades dieléctricas 1, 000 a 10, 000 veces mayor que los electrolitos existentes (conductores eléctricos). Estos asombrosos hallazgos científicos ahora se han convertido en demostraciones técnicas a escala de "dispositivo".
Investigadores de las universidades lograron valores prácticos de capacitancia de hasta 4F / cm2 en electrodos lisos de láminas metálicas de bajo costo. Los supercondensadores existentes en el mercado generalmente alcanzan los 0.3F / cm2 dependiendo de los electrodos de superficie extendida complejos.
Más significativamente, los investigadores lograron obtener resultados de 11-20F / cm2 cuando los polímeros se utilizaron con electrodos de acero inoxidable especialmente tratados, cuyos detalles se mantienen privados en espera de una solicitud de patente.
Si estos valores de capacitancia se pueden lograr en producción, Potencialmente, los supercondensadores podrían alcanzar densidades de energía de hasta 180Wh / kg, más que las baterías de iones de litio.
Los supercondensadores almacenan energía utilizando electrodos y electrolitos y cargan y entregan energía rápidamente; las baterías convencionales realizan la misma tarea en una forma mucho más lenta, forma más sostenida. Los supercondensadores tienen la capacidad de cargarse y descargarse rápidamente durante un gran número de ciclos. Sin embargo, debido a que los supercondensadores existentes tienen una densidad de energía baja por kilogramo (actualmente alrededor de una vigésima parte de la tecnología de baterías existente), no han podido competir con el almacenamiento de energía de batería convencional. Incluso con esta restricción, Los autobuses con supercondensador ya se están utilizando en China, pero la tecnología actual significa que deben detenerse para recargarse con frecuencia (es decir, en casi todas las paradas de autobús).
El equipo de científicos ha podido probar los nuevos materiales de dos formas:
La Universidad de Bristol va mucho más allá al producir una compleja estructura de celda en serie-paralelo en la que tanto la capacitancia total como la tensión de funcionamiento pueden controlarse por separado.
Según estos impresionantes resultados, Superdielectrics Ltd, la empresa detrás de esta tecnología, ahora está buscando construir un centro de investigación y producción de bajo volumen. Si tiene éxito en la producción, el material no solo podría usarse como batería para futuros dispositivos móviles, pero también podría utilizarse en estaciones de servicio para coches eléctricos.
Dr. Brendan Howlin, Profesor Titular de Química Computacional en la Universidad de Surrey, dijo:"Estos resultados son extremadamente emocionantes y es difícil creer que hayamos llegado tan lejos en tan poco tiempo. Podríamos estar al comienzo de un nuevo capítulo en la tecnología de almacenamiento de energía eléctrica de bajo costo que podría dar forma al futuro de la industria y la sociedad durante muchos años ".
Dr. Donald Highgate, Director de Investigación de Superdielectrics Ltd y ex alumno de la Universidad de Surrey, dijo:"Estos resultados emocionantes son de particular satisfacción para mí porque se basan en mi trabajo en polímeros hidrófilos que ha sido una parte importante de mi vida profesional; comenzando a finales de la década de 1970 con lentes de contacto blandas de uso prolongado, y líder en el período 1990 a 2009, a pilas de combustible y electrolizadores de excepcional eficiencia.
"El presente trabajo, si se puede traducir en producción, promete hacer posible la carga rápida de vehículos eléctricos, además de ofrecer un método de bajo costo muy necesario para almacenar la salida transitoria de los sistemas de energía renovable. Viento, La energía solar y de las olas está disponible pero es intermitente y, sin almacenamiento, no se puede confiar en que satisfaga nuestras necesidades energéticas. Este nuevo trabajo transformaría el sistema energético que sustenta toda nuestra forma de vida:es el desarrollo necesario antes de que nosotros y nuestros hijos podamos tener una vida genuinamente sostenible. suministro de energía ambientalmente seguro ".
Dr. Ian Hamerton, Lector de Polímeros y Materiales Compuestos del Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Bristol, comentó:"Tras la revelación de los resultados preliminares en la primera conferencia de prensa hace apenas 14 meses, el equipo ha trabajado arduamente para aumentar aún más la capacidad de almacenamiento de estos materiales innovadores. Nuestro principal desafío ahora es traducir estos hallazgos científicos en dispositivos de ingeniería robustos y desbloquear su potencial revolucionario ".
