(Phys.org) —Los científicos han construido una batería que contiene un fluido magnético que se puede mover en cualquier dirección aplicando un campo magnético. El concepto de batería controlada magnéticamente podría ser especialmente útil para baterías de flujo, donde podría eliminar la necesidad de las bombas que normalmente se requieren para mover el electrolito desde un tanque de almacenamiento externo al interior de una pila de energía para proporcionar electricidad. Las baterías de flujo se están investigando activamente como dispositivos de almacenamiento de energía a gran escala para redes eléctricas, donde podrían almacenar energía captada por fuentes de energía alternativas intermitentes como la eólica y la solar.

Los investigadores, dirigido por Yi Cui, Profesor de la Universidad de Stanford, han publicado un artículo sobre la nueva batería controlada magnéticamente en un número reciente de Nano letras .

"La mayor importancia de nuestro trabajo radica en la idea innovadora de utilizar un campo magnético para controlar y mejorar el transporte de masa y electrones en un sistema de baterías, "autor principal Weiyang Li, anteriormente en la Universidad de Stanford y ahora en Dartmouth College, dicho Phys.org .

La clave del nuevo diseño de la batería es la composición del catolito (la parte del electrolito cerca del cátodo), que contiene polisulfuro de litio mezclado con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro. Aplicando un campo magnético, los investigadores podrían tirar de los coloides de nanopartículas en la dirección deseada, y debido a la fuerte unión entre las nanopartículas de óxido de hierro y el polisulfuro de litio, el polisulfuro de litio podría arrastrarse junto con las partículas magnéticas. Esto crea una solución magnética bifásica, con una alta concentración de polisulfuro en un lado del recipiente y una baja concentración en el otro.

Mover magnéticamente los materiales electroquímicamente activos en el electrolito de esta manera sería muy útil para las baterías de flujo porque el objetivo de estas baterías es mover las moléculas activas para que estén en estrecho contacto con un colector de corriente. Esto permite utilizar un mayor número de materiales activos, resultando en una mayor densidad de energía para la batería.

Las pruebas mostraron que el nuevo fluido magnético que contiene las nanopartículas de óxido de hierro conduce a mejoras en varias áreas en comparación con un electrolito sin las nanopartículas. incluida una mayor capacidad (350 mAh / g frente a 126 mAh / g), que corresponde a una alta densidad de energía volumétrica de 66 Wh / L, así como una mejor retención de capacidad y eficiencia. Los investigadores atribuyen estas mejoras a la capacidad del campo magnético para transportar más moléculas de polisulfuro y minimizar el indeseable "efecto lanzadera", que ocurre cuando las moléculas de polisulfuro se trasladan al ánodo, porque las nanopartículas magnéticas pueden anclar las moléculas de polisulfuro en el cátodo.

En el futuro, si el concepto de control de campo magnético pudiera reemplazar la necesidad de bombas en baterías de flujo, eliminaría las pérdidas parasitarias por bombeo, lo que a su vez podría aumentar significativamente la eficiencia y reducir el costo de estos sistemas de almacenamiento de energía.

"Nuestra idea se puede aplicar potencialmente a una amplia gama de sistemas de baterías de flujo, no solo se limita a la batería de polisulfuro de litio de nuestro artículo, ", Dijo Cui." Estamos planeando extender nuestra idea a otros sistemas de almacenamiento de energía para redes eléctricas, electrónica portátil, y transporte, así como."

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