Baterias de grafeno

[Miguel L]

Sinceramente no le encuentro pie ni cabeza al funcionamiento de una "bateria" de grafeno, ¿donde esta la oxi-reduxccion necesaria?, en fin :

https://www.youtube.com/watch?v=v9CpfwwaFmo

Saludos.

[clear]

1 hour ago, Miguel L dijo:

no le encuentro pie ni cabeza al funcionamiento de una "bateria" de grafeno

 

el video todavia no lo vi entero por que los que suelen tener esa voz robotica en off no son confiables

 

Habrá que leer un poco , no se si es una "batería de grafeno" per se , pero parece que el grafeno puede ser un buen componente a la hora de desarrollar nuevas tecnologías de almacenamiento de energía . Creo que un par de companias de autos electricos planean sacar unidades con baterias de grafeno de aca a dos o tres años.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Potential_applications_of_graphene

 

Spoiler

 

Batteries

Silicon-graphene anode lithium ion batteries were demonstrated in 2012.

Stable Lithium ion cycling was demonstrated in bi- and few layer graphene films grown on nickel substrates, while single layer graphene films have been demonstrated as a protective layer against corrosion in battery components such as the battery case. This creates possibilities for flexible electrodes for microscale Li-ion batteries, where the anode acts as the active material and the current collector.

Researchers built a lithium-ion battery made of graphene and silicon, which was claimed to last over a week on one charge and took only 15 minutes to charge.

In 2015 argon-ion based plasma processing was used to bombard graphene samples with argon ions. That knocked out some carbon atoms and increased the capacitance of the materials three-fold. These “armchair” and “zigzag” defects are named based on the configurations of the carbon atoms that surround the holes.

 

 

http://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=4326

 

Editado 3 de Mayo del 2017 por clear

[Miguel L]

Gracias Clear, pero seguimos dependiendo del litio, (que es escaso), el grafeno es soporte conductor o estructura, pero evidentemente hay mejoras.

Aqui van unos parrafos traducidos:

Cita

 

 

 

 

 

Las baterías a base de grafeno están siendo estudiadas activamente para una variedad de aplicaciones comerciales. El mejor rendimiento y los beneficios del ciclo de vida al desarrollar baterías a base de grafeno sobre las baterías de iones metálicos convencionales valen la inversión en recursos.

Los motores Tesla de Elon Musk son un ejemplo bien conocido de compañías innovadoras que participan activamente en la investigación y comercialización de la batería de grafeno.

Se esperan avances verdaderos de la batería de grafeno a partir de las químicas híbridas de grafeno-litio-ión incorporadas en los cátodos de las células de litio-azufre. Este tipo de tecnología tomará muchos años para ser comercializado y la investigación intensiva está en curso. Las tecnologías más avanzadas de la batería del grafeno necesitarán gastos considerables de R & D y llevarán muchos años para comercializarse.
Tecnología de batería tradicional

Una vista en sección transversal de una batería tradicional

El litio es el material común utilizado tanto en baterías recargables como no recargables. Aunque las baterías alcalinas y de zinc están disponibles, por lo general tienen una vida útil más corta debido a su alta densidad de carga. A diferencia de las baterías de litio, estas baterías no pueden funcionar a voltajes más altos.

Una batería primaria (no recargable) está compuesta de dos electrodos, permitiendo el flujo de corriente en una sola dirección, a través de un electrolito intermedio. Las baterías secundarias (recargables) aún contienen dos electrodos, pero los iones de litio pueden fluir en ambas direcciones dependiendo de si cargan o descargan.

El ánodo es típicamente un compuesto a base de litio (óxido metálico) y el cátodo es un carbono poroso. Tanto el ánodo como el cátodo tienen una estructura rígida con agujeros definidos, permitiendo la absorción de iones de litio en los agujeros en la aplicación de corriente. Los iones se desorben en la solución de electrolito cuando no se aplica corriente.

La absorción de los iones litio puede tener lugar tanto en el cátodo como en el ánodo. Los iones se desplazan hacia el cátodo cuando se usa una batería. Durante la carga, la corriente se invierte y los iones se absorben en el ánodo. Este proceso permite producir muchos ciclos, resultando en una vida útil mejorada. El material de elección para los cátodos es tradicionalmente grafito, pero puede variar para los ánodos. Los tipos más comunes incluyen Li4Ti5O12, LiNiCoAlO2, LiFePO4, LiNiMnCoO2 (NMC), LiCoO2 y LiMn2O4.
Tecnología de la batería del grafeno

Las baterías de grafeno pueden reducir el impacto ambiental del uso de la batería

La estructura de la tecnología de la batería de grafeno es similar a la de las baterías tradicionales, donde se utilizan dos electrodos y una solución de electrolito para facilitar la transferencia de iones. La principal diferencia entre las baterías a base de grafeno y las baterías de estado sólido está en la composición de uno o ambos electrodos.

El cambio radica principalmente en el cátodo, pero también es posible utilizar alótropos de carbono en el ánodo. El cátodo en una batería convencional está puramente compuesto de materiales de estado sólido, pero un compuesto -un material híbrido que contiene un material metálico de estado sólido y grafeno se utiliza como cátodo en una batería de grafeno.

Dependiendo de la aplicación prevista, la cantidad de grafeno en el compuesto puede ser diferente. La cantidad de grafeno incorporada en el electrodo se basa normalmente en los requisitos de rendimiento y depende de las eficiencias y / o debilidades existentes del material precursor de estado sólido.
Percusión de la batería del grafeno

Los avances verdaderos de la batería de grafeno son la incorporación de las químicas híbridas de grafeno-ión-litio en los cátodos de las células de litio-azufre como se describe en esta guía. Electrodos de grafeno puro no se utilizan en una batería de grafeno, y muchos electrodos a base de grafeno se fabrican y operan de manera similar a las baterías convencionales.

Su rendimiento se mejora añadiendo grafeno a la formulación del electrodo. Los electrodos basados en inorgánicos generalmente tienen limitaciones en términos de densidad, conductividad, área superficial, capacidad, capacitancia o tiempos de ciclo para nombrar unos pocos.

El grafeno es una molécula versátil que posee muchas propiedades únicas y deseables, y puede adoptarse de muchas maneras diferentes, ya que no existe una solución única para usar grafeno. El grafeno se utiliza para mejorar muchos de los beneficios ya presentes con los materiales convencionales, pero también ayuda a superar las limitaciones anteriores de la batería, lo que resulta en una mayor duración de la batería o el rendimiento.

En los electrodos, el grafeno funciona de dos maneras generales, ya sea como compuesto / híbrido o como material de soporte. Como material de soporte, el grafeno ayuda a mantener los iones metálicos en un orden regular, lo que ayuda con la eficiencia del electrodo.

Como material compuesto en un electrodo, el grafeno está generalmente implicado en la facilitación de la propia carga, donde su alta conductividad y estructura bien ordenada son atributos importantes para proporcionar una mejora frente a sus predecesores no grafeno.
 

Saludos.

Editado 4 de Mayo del 2017 por Miguel L
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