Los científicos de San Petersburgo han iniciado una revolución de las baterías
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Los científicos de San Petersburgo han iniciado una revolución de las baterías
Científicos de San Petersburgo han iniciado una revolución en las baterías - RIA Novosti, 05/06/2025
Los científicos de San Petersburgo han iniciado una revolución de las baterías
Los científicos han creado una nueva tecnología que permite crear baterías ligeras que no son inferiores en características técnicas a las baterías de iones de litio de los teléfonos inteligentes... RIA Novosti, 05/06/2025
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MOSCÚ, 5 de junio — RIA Novosti. Científicos de la Universidad Estatal de San Petersburgo han desarrollado una nueva tecnología que permite crear baterías ligeras con características técnicas comparables a las de las baterías de iones de litio de los teléfonos inteligentes. Los resultados del estudio se publicaron en la revista Journal of Materials Chemistry A, según informó el servicio de prensa de la Fundación Rusa para la Ciencia (RSF). Las baterías de iones de litio, ampliamente utilizadas en tabletas, teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos, tienen un rendimiento limitado, tardan mucho en cargarse en las redes eléctricas domésticas y son explosivas, explicó la Fundación Rusa para la Ciencia (RSF). Además, según las previsiones de los expertos, el mundo se enfrentará a una crisis de la minería de litio para 2050. Por ello, especialistas de todo el mundo buscan dispositivos portátiles alternativos de almacenamiento de energía que puedan fabricarse sin el uso de productos químicos raros o tóxicos. Una de las áreas de investigación científica es la creación de baterías orgánicas basadas en moléculas capaces de almacenar electricidad de forma reversible mediante la recepción o emisión de electrones, informó la Fundación Rusa para la Ciencia. Científicos de la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU) han desarrollado una tecnología para obtener un material para la fabricación de baterías a partir de un polímero conductor de corriente e hidroquinona, que proporciona almacenamiento de electrones. Los enlaces estructurales (monómeros) de la base plástica se intercalan con moléculas de hidroquinona (una sustancia utilizada en medicina, industria alimentaria y cosmetología) y proporcionan la máxima saturación de carga de la batería. "En el copolímero resultante, los procesos de acumulación y liberación de carga asociados a los fragmentos de hidroquinona se producen con una eficiencia del 99 %. Esto significa que casi toda la carga gastada en la carga (oxidación) del material se devuelve durante su descarga (reducción química)", afirmaron los especialistas de la SPbSU. El informe de RSF indica que dos de las tres moléculas del polímero resultante son acumuladores de carga, lo que garantiza una alta capacidad de la batería: 85–112 miliamperios-hora (mAh) por gramo de material, comparable a la de los acumuladores de carga de los teléfonos inteligentes. La batería promedio de iones de litio tiene una capacidad de 140 mAh por gramo de material, mientras que una batería de plomo tiene una capacidad de 50-60 mAh, dijo Oleg Levin, profesor del Departamento de Electroquímica de la Universidad Estatal de San Petersburgo. El investigador agregó que el límite teórico de la capacidad de carga del nuevo material supera los 200 mAh. "En el futuro, planeamos explorar las posibilidades de usar el copolímero obtenido no solo en nuevos tipos de baterías orgánicas acuosas. Esto hará que las baterías sean más ecológicas y eficientes, además de ampliar su aplicación en los sistemas modernos de almacenamiento de energía", agregó el especialista, cuyas palabras son citadas por la Fundación Rusa de Ciencias. Por lo tanto, el método propuesto permite obtener un material prometedor para la energía sin la necesidad de una síntesis preliminar compleja, lo que lo hace económicamente atractivo, agregó la Fundación. El estudio se llevó a cabo con el apoyo de la Fundación Rusa de Ciencias.
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Por lo tanto, especialistas de todo el mundo buscan dispositivos portátiles alternativos de almacenamiento de energía que puedan fabricarse sin utilizar productos químicos raros o tóxicos. Una de las áreas de investigación científica es la creación de baterías orgánicas basadas en moléculas capaces de almacenar electricidad de forma reversible mediante la recepción o emisión de electrones, según informó la Fundación Rusa para la Ciencia.
Científicos de la Universidad Estatal de San Petersburgo (SPbSU) han desarrollado una tecnología para producir un material para fabricar baterías a partir de un polímero conductor de corriente e hidroquinona, que proporciona "almacenamiento" de electrones.
Los enlaces estructurales (monómeros) de la base plástica están intercalados con moléculas de hidroquinona (una sustancia utilizada en medicina, industria alimentaria y cosmetología) y proporcionan la mayor saturación de la batería con carga.
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En el copolímero obtenido, los procesos de acumulación y liberación de carga asociados a los fragmentos de hidroquinona se producen con una eficiencia del 99 %. Esto significa que casi toda la carga gastada en la carga (oxidación) del material se recupera durante su descarga (reducción química) —afirmaron los especialistas de la Universidad Estatal de San Petersburgo—.
Suspensión del copolímero sintetizado en solución
© Foto: Servicio de prensa de RSF
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Síntesis de material directamente sobre un colector de corriente metálico
© Foto: Servicio de prensa de RSF
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Suspensión del copolímero sintetizado en solución
© Foto: Servicio de prensa de RSF
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Síntesis de material directamente sobre un colector de corriente metálico
© Foto: Servicio de prensa de RSF
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El informe de RSF indica que dos de cada tres moléculas del polímero resultante son acumuladores de carga, lo que garantiza una alta capacidad de la batería: de 85 a 112 miliamperios-hora (mAh) por gramo de material, comparable a la de los acumuladores de carga de los teléfonos inteligentes. Una batería de iones de litio promedio tiene una capacidad de 140 mAh por gramo de material, mientras que una batería de plomo tiene una capacidad de 50 a 60 mAh, según Oleg Levin, profesor del Departamento de Electroquímica de la Universidad Estatal de San Petersburgo.
El investigador añadió que el límite teórico de la capacidad de carga del nuevo material supera los 200 mAh.
"En el futuro, planeamos estudiar las posibilidades de utilizar el copolímero obtenido no solo en nuevos tipos de baterías orgánicas acuosas. Esto hará que las baterías sean más ecológicas y eficientes, y también ampliará su uso en los sistemas modernos de almacenamiento de energía", añadió el especialista, según cita la Fundación Rusa para la Ciencia.
De este modo, el método propuesto permite obtener un material prometedor desde el punto de vista energético sin necesidad de una síntesis preliminar compleja, lo que hace que el método sea económicamente atractivo, añadió la Fundación.
El estudio fue apoyado por la Fundación de Ciencias de Rusia.
Ria.ru
