Los científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. Y el Instituto de Tecnología de Georgia se centran en el desarrollo de baterías que mejoran la seguridad y la densidad de energía de las que se encuentran actualmente en el campo de batalla.

La modelización conjunta y el trabajo experimental informa sobre el progreso hacia el descubrimiento de nuevos electrolitos de estado sólido que permitirían realizar estas mejoras. y aparece en la portada de la prestigiosa Materiales energéticos avanzados diario.

Se necesitan nuevos electrolitos para baterías que faciliten el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía más ligeros y seguros con el fin de aliviar al Soldier y reducir los requisitos logísticos.

No inflamable mejorado, no tóxico, Los electrolitos sólidos livianos y de bajo costo tienen un gran potencial para permitir el uso de tecnología de metal de litio, lo que resulta en una mayor densidad de energía y baterías más livianas.

En este articulo, Dr. Oleg Borodin, El profesor Gleb Yushin y sus colaboradores examinaron el cloruro de hidroxilo de litio y los hidroxicloruros de litio desprotonados para revelar la influencia del protón del grupo hidroxilo en las conductividades de los iones de litio en este tipo de compuestos.

Las simulaciones de dinámica molecular de Born-Oppenheimer muestran una excelente concordancia con los resultados experimentales y revelan un mecanismo de transporte de litio inesperado. que está acoplado con la rotación del grupo hidroxilo.

Las puertas giratorias en los edificios pueden servir como simples analogías mecánicas para el movimiento Li +.

Borodin, científico investigador en la Rama de Electroquímica de ARL, dirigió la parte de modelado del trabajo, mientras que el trabajo experimental se realizó bajo la dirección de Yushin del Instituto de Tecnología de Georgia.

"Los electrolitos de estado sólido tienen el potencial de aumentar simultáneamente la densidad de energía de la batería, lo que resulta en baterías más livianas al tiempo que mejora la seguridad y reduce los costos, "Dijo Borodin.

Según el Modern War Institute, los dos principales culpables del campo de batalla actual son las baterías y las armaduras corporales. Casi todo lo que lleva un soldado requiere baterías, lo que puede agregar casi 20 libras a su carga, un problema con el que los soldados solo se han enfrentado en la generación pasada.

"El desarrollo de baterías más seguras y ligeras también beneficiaría enormemente las capacidades de vigilancia silenciosa de los vehículos blindados y ampliaría el tiempo de misión de los vehículos aéreos no tripulados más pequeños que podrían marcar la diferencia entre regresar a la base o no, "Dijo Borodin.

Un aspecto crucial de esta investigación es el aspecto colaborativo, lo que dice Borodin hace que el esfuerzo sea tan prometedor.

"La colaboración con grupos líderes en el mundo, como el grupo del profesor Yushin de Georgia Tech, es fundamental para mantenerse a la vanguardia de la tecnología que cambia rápidamente, "Dijo Borodin." El progreso de la investigación y el desarrollo se acelera enormemente combinando ideas y ampliando las capacidades y la experiencia de ARL con la comprensión fundamental de los procesos electroquímicos subyacentes logrados a través de modelado y simulaciones y capacidades de síntesis y caracterización de vanguardia ".

Este trabajo apoya la prioridad de modernización del ejército de la letalidad de los soldados al proporcionar baterías de mayor densidad de energía para que los soldados aumenten la duración de su misión, reducir la carga, y aumentar la seguridad con respecto a las tecnologías de baterías actuales.

Actualmente se está mejorando la conductividad del electrolito en estado sólido y las propiedades del electrolito interfacial para permitir la comercialización futura de esta clase de electrolito.

Según Borodin, fuera del Departamento de Defensa, Los electrolitos sólidos se investigan activamente debido a su potencial para reemplazar los electrolitos líquidos utilizados actualmente en baterías de gran formato para vehículos eléctricos. proporcionando una mejora fundamental en la seguridad y ampliando el rango de conducción, además de una amplia gama de aplicaciones, desde energía de respaldo y electrónica portátil.