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Fabricando baterías a partir de botellas de vidrio de desecho [eng]
Investigadores de la Facultad de Ingeniería de Bourns de la Universidad de California en Riverside han utilizado botellas de vidrio residuales y un proceso químico de bajo costo para crear ánodos de nanosilicio para baterías de iones de litio de alto rendimiento. Las baterías ampliarán la autonomía de vehículos eléctricos y vehículos híbridos enchufables, y proporcionarán más energía con menos carga a la electrónica personal como teléfonos celulares y computadoras portátiles.
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"Investigadores de la Facultad de Ingeniería de Bourns de la Universidad de California en Riverside han utilizado botellas de vidrio residuales y un proceso químico de bajo costo para crear ánodos de nanosilicio para baterías de iones de litio de alto rendimiento. Las baterías ampliarán la autonomía de vehículos eléctricos y vehículos híbridos enchufables, y proporcionarán más energía con menos carga a la electrónica personal como teléfonos celulares y computadoras portátiles.
Titulado "Silicio derivado de botellas de vidrio como material de ánodo para baterías celdas de iones de litio", un artículo que describe la investigación se publicó hoy en la revista Nature Scientific Reports. Cengiz Ozkan, profesor de ingeniería mecánica, y Mihri Ozkan, profesor de ingeniería eléctrica, dirigió el proyecto.
Incluso con los programas de reciclaje de hoy en día, miles de millones de botellas de vidrio terminan en vertederos cada año, lo que induce a los investigadores a preguntar si el dióxido de silicio en las botellas de bebidas residuales podría proporcionar nanopartículas de silicio de alta pureza para baterías de iones de litio.
Los ánodos de silicio pueden almacenar hasta 10 veces más energía que los ánodos de grafito convencionales, pero la expansión y contracción durante la carga y descarga los hacen inestables. La reducción del silicio a nanoescala ha demostrado reducir este problema, y al combinar una forma abundante y relativamente pura de dióxido de silicio y una reacción química de bajo coste, los investigadores crearon baterías de iones de litio de media celda que almacenan casi cuatro veces más energía que los ánodos de grafito convencionales.
Para crear los ánodos, el equipo utilizó un proceso de tres pasos que implicó el triturado y el molido de las botellas de cristal en un blanco fino polvo, una reducción magnesiotérmica para transformar el dióxido de silicio en silicio nanoestructurado, y recubrir las nanopartículas de silicio con carbono para mejorar su estabilidad y propiedades de almacenamiento de energía.
Como era de esperar, las pilas de botón de células fabricadas con ánodos de silicio a base de botellas de vidrio superaron en gran medida a las baterías tradicionales en las pruebas de laboratorio. Los electrodos derivados de silicio de vidrio recubierto con carbono (gSi @ C) demostraron un excelente rendimiento electroquímico con una capacidad de ~ 1420 mAh / g a una velocidad de C / 2 después de 400
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