Las baterías que alimentan los coches eléctricos tienen problemas. Tardan mucho en cargarse. La carga no se mantiene lo suficiente como para recorrer largas distancias. No permiten que los conductores aceleren rápidamente. Son grandes y voluminosos.

Investigadores de la Universidad de California, El Bourns College of Engineering de Riverside ha rediseñado los materiales de los componentes de la batería de una manera ecológica para resolver algunos de estos problemas. Al crear nanopartículas con una forma controlada, ellos creen más pequeños, Se pueden construir baterías más potentes y energéticamente eficientes.

"Este es un factor crítico, paso fundamental para mejorar la eficiencia de estas baterías, "dijo David Kisailus, profesor asociado de ingeniería química y ambiental e investigador principal del proyecto.

Además de los coches eléctricos, las baterías rediseñadas podrían utilizarse para el almacenamiento de energía municipal, incluida la energía generada por el sol y el viento.

Los hallazgos iniciales se describen en un artículo recién publicado llamado "Síntesis solvotérmica, Desarrollo y rendimiento de nanoestructuras de LiFePO4 "en la revista Crecimiento y diseño de cristales .

Kisailus, quien también es el Profesor Dotado de Winston Chung en Innovación Energética, y Jianxin Zhu, un doctorado estudiante que trabaja con Kisailus, fueron los autores principales del artículo. Otros autores fueron:Joseph Fiore, Dongsheng Li, Nichola Kinsinger y Qianqian Wang, todos los cuales trabajaron anteriormente con Kisailus; Elaine DiMasi, del Laboratorio Nacional Brookhaven; y Juchen Guo, profesor asistente de ingeniería química y ambiental en UC Riverside.

Los investigadores del Laboratorio de Biomimética y Materiales Nanoestructurados de Kisailus se propusieron mejorar la eficiencia de las baterías de iones de litio al apuntar a uno de los componentes materiales de la batería, el cátodo.

Fosfato de litio y hierro (LiFePO4), un tipo de cátodo, se ha utilizado en vehículos eléctricos debido a su bajo costo, baja toxicidad y estabilidad térmica y química. Sin embargo, su potencial comercial es limitado porque tiene poca conductividad electrónica y los iones de litio no son muy móviles dentro de él.

Se han utilizado varios métodos sintéticos para superar estas deficiencias controlando el crecimiento de partículas. Aquí, Kisailus y su equipo utilizaron un método sintético solvotermal, esencialmente colocando reactivos en un recipiente y calentándolos bajo presión, como una olla a presión.

Kisailus, Zhu y su equipo usaron una mezcla de solventes para controlar el tamaño, forma y cristalinidad de las partículas y luego monitoreó cuidadosamente cómo se formó el fosfato de hierro y litio. Al hacer esto, pudieron determinar la relación entre las nanoestructuras que formaron y su desempeño en baterías.

Controlando el tamaño de los nanocristales, que normalmente eran 5, 000 veces más pequeño que el grosor de un cabello humano, dentro de partículas de LiFePO4 de forma controlada, El equipo de Kisailus ha demostrado que se pueden generar baterías con más potencia bajo demanda.

Estas partículas moduladas en tamaño y forma ofrecen una mayor fracción de puntos de inserción y trayectorias reducidas para el transporte de iones de litio. mejorando así las tasas de batería. Kisailus y su equipo están perfeccionando este proceso no solo para mejorar aún más el rendimiento y reducir los costos, sino también implementar escalabilidad.