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Las baterías de carbono reemplazan el litio.
Desde 2014, la compañía estadounidense-japonesa Power Japan Plus, dedicada a la búsqueda y desarrollo de materiales para baterías de alto rendimiento, ha lanzado la producción de un nuevo tipo de batería. Los científicos de la Universidad de Kyushu tomaron parte activa en el desarrollo. Estas baterías básicamente tienen un electrolito orgánico, que, sin embargo, funciona con un cátodo y un ánodo hechos de un compuesto a base de carbono, y el carbono para las baterías está hecho de algodón, granos de café o bambú.
Las nuevas baterías se llaman Ryden (batería de carbono dual Ryden). A diferencia de lo popular hoy baterías de iones de litio, baterías Ryden de doble carbono son los más efectivos y completamente ecológicos. Aquí no se usan metales raros y pesados, por lo que las baterías no son caras y son completamente reciclables. Esta es actualmente la mejor forma de almacenar energía eléctrica.
Si observa las baterías de iones de litio, creadas originalmente en 1991 por Sony Energitech, tienen, por supuesto, ventajas significativas:
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recarga rápidamente y descarga lentamente;
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tener baja autodescarga en la región del 10%;
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capaz de alimentar la más amplia gama de dispositivos, desde teléfonos móviles hasta naves espaciales sofisticadas.
Sin embargo, el litio, a pesar de su peso ligero y buena densidad de energía específica, también tiene desventajas: una huella de carbono, toxicidad, alto costo y componentes escasos. Estas deficiencias de litio llevaron a los investigadores de Japón a buscar alternativas menos tóxicas, con menos riesgo para el medio ambiente, con la posibilidad de eliminarlas fácilmente.
La capacidad específica de las baterías de doble carbono es comparable a las baterías de iones de litio, pero en términos de seguridad, las baterías nuevas son significativamente superiores a las de litio. Además, las baterías nuevas conservan su vida útil mucho más tiempo y se recargan más rápido, lo que las convierte en una excelente alternativa hoy en día.
En el verano de 2014, el equipo de Taisan probó nuevas baterías en un auto de carreras eléctrico, y los resultados excedieron todas las expectativas. La liviana batería Ryden no se sobrecalentó durante la carrera, y el conductor generalmente no necesitaba detenerse o reducir la velocidad cuando la batería alcanza una temperatura peligrosa. Es decir, la batería basada en el sistema de enfriamiento voluminoso "doble carbono" no se requiere en principio.
El fabricante, por supuesto, no revela todas las sutilezas con respecto al dispositivo de la batería, sin embargo, afirma un proceso químico único que se produce entre el ánodo y el cátodo hecho de carbono ordinario. Al mismo tiempo, la batería es químicamente completamente estable y no es peligrosa, como el ion de litio, ni para el medio ambiente ni para los humanos.
Mientras tanto, las pruebas mostraron una velocidad de carga de 20 veces la velocidad de carga de las baterías de iones de litio de capacidad similar. El voltaje nominal de una celda es de 4 voltios. La vida útil es un 50% más alta que los mejores análogos de litio: 3000 frente a los ciclos de carga-descarga máximos anteriores alcanzables de 2000.
La producción de baterías de doble carbono no está asociada con un cambio en las líneas existentes para baterías de iones de litio, y debido a la falta de metales raros en la lista de componentes, se excluye la dependencia de los precios de mercado de las materias primas. Los costos de eliminación también han dejado de ser un problema, y la producción en sí es casi completamente libre de desperdicios.
Un salto tecnológico tan colosal fue el resultado de un compromiso al que llegaron los fabricantes y desarrolladores, lograron el equilibrio deseado ", dijo Kaname Takeya, Director Técnico de Power Japan Plus en un comunicado de prensa.
La producción a gran escala de baterías Ryden 18650 comenzó en la prefectura de Okinawa. Y ahora las baterías seguras y efectivas están disponibles para una variedad de aplicaciones, que van desde equipos médicos hasta vehículos eléctricos, para los cuales Power Japan Plus puede suministrar componentes para crear baterías de gran capacidad para que los fabricantes de vehículos eléctricos puedan obtener la capacidad requerida para el autoensamblaje.
Desde 2014, los químicos de la Universidad de Oregon han estado buscando un reemplazo ecológico para el litio. En busca de un material biológico efectivo, descubrieron un componente químico que podría revolucionar la industria de las baterías eléctricas. Cradle to Cradle: este es el nombre del concepto, que supone la reutilización del 100% de los materiales obtenidos en el proceso de la vida humana: el producto se recrea o se obtiene uno nuevo del material de origen.
La innovación radica en la eliminación de residuos peligrosos a través de su reutilización en la producción de baterías. Un equipo de investigadores descubrió la posibilidad de crear baterías baratas y confiables a partir de hidrocarburos aromáticos policíclicos.
Los compuestos de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son contaminantes y se pueden encontrar en todas partes. Reciclar estos compuestos le permitirá crear baterías sostenibles, mientras limpia el medio ambiente. Al ser productos de la combustión de hidrocarburos, los HAP se distribuyen a través del agua, el suelo, el aire y se incluyen en la lista de las sustancias más nocivas para el medio ambiente.
La batería, desarrollada en la Universidad de Origon, contendrá un ánodo de carbono y un cátodo basado en HAP. De particular interés es la sustancia coronina. La coronina en forma cristalina sólida es segura. Según los resultados de la prueba, resultó que la capacidad de iones es bastante alta, la estructura es químicamente estable y en el futuro será posible obtener baterías que sean perfectamente adecuadas para ahorrar la energía del sol y el viento con miras a su uso posterior.
Hay una gran ventaja de la coronina sobre el mismo carbono: el carbono es incompatible con el electrolito no acuoso, mientras que para la coronina esto no es un problema en absoluto. Es decir, las baterías no necesitarán mantenimiento y al mismo tiempo serán confiables y estables. Por cierto, los estudios sobre la formación de estrellas mostraron que los HAP están presentes en la nebulosa de la "Estatua de la Libertad", es decir, el Sol probablemente también emergió del ambiente que contiene HAP: "la energía proveniente de las estrellas se usará en baterías y volverá a nosotros una y otra vez". "Dijo Hanen Khattab, Ph.D. de la Universidad de Quebec en Montreal.
Obviamente, el futuro aún está con las baterías de carbono. Serán baratos de fabricar, no tóxicos, respetuosos con el medio ambiente y para los humanos. El carbono está ampliamente disponible. El carbón regular contiene 80% de carbono. Cualquier organismo vivo o muerto se caracteriza por el contenido de compuestos de carbono.
La vida es imposible sin carbono. Las plantas reciben compuestos de carbono del aire, usan carbono para formar el sistema de raíces. Los animales obtienen carbono con la comida. Ambos lo emiten en la composición de dióxido de carbono. De una forma u otra, el carbono no es escaso, y esto nos da algo de esperanza.
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