Las baterías de los teléfonos móviles con una vida útil hasta tres veces mayor que la tecnología actual podrían ser una realidad gracias a una innovación liderada por ingenieros de la Universidad RMIT.
En lugar de desechar las baterías después de dos o tres años, podríamos tener baterías reciclables que duran hasta nueve años, mediante el uso de ondas de sonido de alta frecuencia para eliminar el óxido que inhibe el rendimiento de la batería, dice el equipo.
Solo el 10% de las baterías de mano usadas, incluso para teléfonos móviles, se recolectan para reciclar en Australia, lo que es bajo según los estándares internacionales.
El 90% restante de las baterías van a parar a los vertederos o se desechan de forma incorrecta, lo que provoca un daño considerable al medio ambiente.
El alto costo del reciclaje de litio y otros materiales de las baterías es una barrera importante para la reutilización de estos artículos, pero la innovación del equipo podría ayudar a abordar este desafío.
El equipo está trabajando con un nanomaterial llamado MXene, una clase de materiales que, según dicen, prometen ser una alternativa interesante al litio para las baterías en el futuro.
Leslie Yeo, Profesor Distinguido de Ingeniería Química e investigador principal principal, dijo que MXene era similar al grafeno con alta conductividad eléctrica.
“A diferencia del grafeno, los MXenes son altamente personalizables y abren una amplia gama de posibles aplicaciones tecnológicas en el futuro”, dijo Yeo de la Escuela de Ingeniería de RMIT.
El gran desafío con el uso de MXene fue que se oxidaba fácilmente, inhibiendo así la conductividad eléctrica y dejándolo inutilizable, dijo.
“Para superar este desafío, descubrimos que las ondas de sonido a una determinada frecuencia eliminan el óxido de MXene y lo restauran a su estado original”, dijo Yeo.
La innovación del equipo podría algún día ayudar a revitalizar las baterías MXene cada pocos años, extendiendo su vida útil hasta tres veces, dijo.
“La capacidad de prolongar la vida útil de MXene es fundamental para garantizar su potencial para ser utilizado en piezas electrónicas comercialmente viables”, dijo Yeo.
El coautor principal, el Sr. Hossein Alijani, candidato a doctorado, dijo que el mayor desafío al usar MXene era el óxido que se formaba en su superficie en un ambiente húmedo o cuando estaba suspendido en soluciones acuosas.
“El óxido de la superficie, que es el óxido, es difícil de eliminar, especialmente en este material, que es mucho, mucho más delgado que un cabello humano”, dijo Alijani de la Escuela de Ingeniería de RMIT.
“Los métodos actuales utilizados para reducir la oxidación se basan en el revestimiento químico del material, lo que limita el uso del MXene en su forma nativa.
“En este trabajo, demostramos que exponer una película MXene oxidada a vibraciones de alta frecuencia durante solo un minuto elimina el óxido de la película.
Este sencillo procedimiento permite recuperar su rendimiento eléctrico y electroquímico”.
El equipo dice que su trabajo para eliminar el óxido de MXene abre la puerta para que el nanomaterial se use en una amplia gama de aplicaciones en almacenamiento de energía, sensores, transmisión inalámbrica y remediación ambiental.
El profesor asociado Amgad Rezk, uno de los principales investigadores principales, dijo que la capacidad de restaurar rápidamente los materiales oxidados a un estado casi prístino representó un cambio de juego en términos de economía circular.
“Los materiales utilizados en la electrónica, incluidas las baterías, generalmente se deterioran después de dos o tres años de uso debido a la formación de óxido”, dijo Rezk de la Escuela de Ingeniería de RMIT.
“Con nuestro método, podemos extender potencialmente la vida útil de los componentes de la batería hasta tres veces”.
Si bien la innovación es prometedora, el equipo debe trabajar con la industria para integrar su dispositivo acústico en los sistemas y procesos de fabricación existentes.
El equipo también está explorando el uso de su invención para eliminar capas de óxido de otros materiales para aplicaciones de detección y energía renovable.
“Estamos ansiosos por colaborar con socios de la industria para que nuestro método de eliminación de óxido pueda ampliarse”, dijo Yeo.
Fuente: RMIT
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