Los juegos de bloques de pisos como Jenga se pueden utilizar para explicar a los escolares cómo funcionan las baterías de iones de litio. satisfacer una necesidad educativa para comprender mejor una fuente de energía que se ha vuelto vital para la vida cotidiana.

Si bien las baterías de iones de litio abundan en muchos de nuestros dispositivos electrónicos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos, los recursos disponibles para enseñar a los niños cómo trabajan y por qué son importantes son limitados.

Un equipo de la Facultad de Química de la Universidad de Birmingham, ha ideado una herramienta educativa que utiliza el juego de torres Jenga para explicar los procesos que operan dentro de las celdas de la batería y la electroquímica detrás de ellas. Su método se publica en el Revista de educación química .

Una batería de iones de litio recargable consta de un electrodo de óxido y de grafito. Por lo general, se construyen en capas separadas por un electrolito. Cuando la batería está cargada, Los iones de litio se mueven desde el grafito al electrodo de óxido a través del electrolito. Coleccionistas actuales, sobre el que se recubren los electrodos, permitir que los electrones se muevan a través de un circuito externo, proporcionando energía.

Usando las capas de bloques, los niños pueden tener una idea de cómo está construida la batería y cómo los diferentes componentes interactúan entre sí. La batería Jenga puede mostrar el funcionamiento de la batería y las características clave. La intercalación, o en capas, La química de carga y descarga de este tipo de batería se puede visualizar fácilmente. Mediante la eliminación de algunos bloques en blanco en el electrodo de grafito (estos bloques representan el espacio vacío entre las capas de grafito), un estudiante puede mover los bloques de iones de litio del electrodo de óxido al electrodo de grafito. El proceso inverso ocurrirá en la descarga.

La simplicidad de esta demostración proporciona una base para explicar la química compleja y las reacciones redox. También se puede mostrar la importancia y seguridad de la tasa de carga para diferentes aplicaciones, cuando los estudiantes quitan los bloques de iones de litio de los electrodos de óxido a diferentes velocidades. La carga más rápida conduce invariablemente al colapso de la estructura de Jenga.

El juego de bloques de torre también puede demostrar cómo se reduce el rendimiento de la batería con el uso continuo al mostrar cómo los bloques se desplazan ligeramente a medida que los bloques de litio se retiran y se vuelven a insertar.

La investigadora Elizabeth Driscoll explica:"Se sabe que las demostraciones prácticas son una forma útil de apoyar el aprendizaje; los maestros a menudo usan limones o papas para explicar las baterías convencionales no recargables, por ejemplo. Pero sabemos que la electroquímica es un área complicada para los profesores, lo que a menudo conduce a conceptos erróneos entre los estudiantes. Queríamos diseñar una actividad práctica que ayudara a abordar esto y explicar este tipo recargable ".

Al introducir conjuntos de bloques de pisos con colores fuertes contrastantes y diferentes texturas, el equipo también pudo diseñar herramientas de enseñanza que serían más inclusivas para los estudiantes ciegos o deficientes visuales.

Las actividades se han probado con varias escuelas visitantes durante el año pasado, incluyendo:la conferencia de demostración Top of the Bench de la Royal Society of Chemistry, con comentarios positivos tanto de los profesores como de los estudiantes. Los decorados también han aparecido en eventos públicos en museos, desde el museo de ciencias ThinkTank en Birmingham hasta el Museo de Ciencias de Manchester y la Royal Institution en Londres.

El siguiente paso para el equipo será permitir que la actividad sea ampliamente accesible para más estudiantes y brindar apoyo a los educadores en estos temas. La financiación de la Institución Faraday y la Royal Society of Chemistry ya ha permitido suministrar 100 pequeños conjuntos de jenga a una escuela secundaria de Birmingham. También se proporcionarán juegos de aula táctiles al servicio de apoyo sensorial de New College Worcester y Bolton. Los educadores interesados ​​en producir sus propios conjuntos pueden acceder a las instrucciones completas a través del documento de acceso abierto en el Revista de educación química .