Lynden Archer, profesor de ingeniería química de la Universidad de Cornell, cree que es necesario que haya una "revolución en la tecnología de las baterías", y cree que su laboratorio ha realizado uno de los primeros disparos.

"Lo que tenemos ahora [en tecnología de baterías de iones de litio] está realmente al límite de sus capacidades, "dijo Archer." La batería de iones de litio, que se ha convertido en el caballo de batalla para impulsar nuevas tecnologías electrónicas, opera a más del 90 por ciento de su capacidad de almacenamiento teórica. Pequeños ajustes de ingeniería pueden conducir a mejores baterías con más almacenamiento, pero esta no es una solución a largo plazo ".

"Necesitas una especie de cambio radical de mentalidad, " él dijo, "y eso significa que tienes que empezar casi por el principio".

Snehashis "Sne" Choudhury, Doctor. '18, ha ideado lo que Archer denomina una solución "elegante" a un problema fundamental con las baterías recargables que utilizan ánodos de litio metálico de alta densidad energética:inestabilidad a veces catastrófica debido a las dendritas, que son espinas de litio que crecen desde el ánodo a medida que los iones viajan hacia adelante y hacia atrás a través del electrolito durante los ciclos de carga y descarga.

Si la dendrita atraviesa el separador y alcanza el cátodo, Pueden producirse cortocircuitos e incendios. Se ha demostrado que los electrolitos sólidos suprimen mecánicamente el crecimiento de dendrita, pero a expensas del transporte de iones rápido. Solución de Choudhury:confinar el crecimiento de las dendritas mediante la estructura del electrolito en sí, que se puede controlar químicamente.

Usando un procedimiento de reacción que el grupo Archer introdujo en 2015, emplean "nanopartículas peludas reticuladas, un injerto de nanopartículas de sílice y un polímero funcionalizado (óxido de polipropileno), para crear un electrolito poroso que alarga eficazmente la ruta que deben tomar los iones para viajar desde el ánodo al cátodo y viceversa, aumentando drásticamente la vida útil del ánodo.

Su papel "Electrodeposición de confinamiento de metales en electrolitos estructurados, "fue publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Choudhury y Dylan Vu, un estudiante de tercer año en ascenso con especialización en ingeniería química, son los primeros coautores.

Choudhury, quien se dirige a la Universidad de Stanford para su trabajo postdoctoral, también ideó un método para la visualización directa del funcionamiento interno de su batería experimental. El grupo confirmó las predicciones teóricas sobre el crecimiento de las dendríticas con el dispositivo de Choudhury.

"Esto es algo por lo que quería hacer, Creo, tres Ph.D. la vida de los estudiantes, "dijo Archer, que ha estado en Cornell desde 2000, con una risa. "Lo que Sne pudo hacer fue diseñar una celda que nos permitió, muy elegantemente, visualizar lo que está ocurriendo en la interfaz de litio-metal, dándonos ahora la capacidad de ir más allá de las predicciones teóricas ".

Otra novedad de este trabajo, Archer dijo:está "anulando algo parecido a un canon" en la ciencia de las baterías. Durante mucho tiempo se ha sostenido que para suprimir el crecimiento de dendrita, el separador dentro de la batería debe ser más fuerte que el metal que está tratando de suprimir, pero se demostró que el separador de polímero poroso de Choudhury, con tamaños de poro promedio por debajo de 500 nanómetros, detiene el crecimiento.