Los ingenieros del MIT crean la batería de fibra flexible más larga del mundo - World Energy Trade

Los ingenieros del MIT crean la batería de fibra flexible más larga del mundo

Los ingenieros del MIT crean la batería de fibra flexible más larga del mundo

Este dron submarino se alimenta de una batería de fibra de 20 metros de longitud que se enrolla en su superficie.

Investigación, Desarrollo e Innovación

Un grupo de investigadores del MIT ha desarrollado una batería recargable de iones de litio en forma de fibra ultralarga que podría utilizarse en forma de tejido. La batería podría permitir una gran variedad de dispositivos electrónicos portátiles, e incluso podría utilizarse para fabricar baterías impresas en 3D con prácticamente cualquier forma.

Los investigadores prevén nuevas posibilidades para dispositivos de comunicación, detección y computación autoalimentados que podrían llevarse como si fueran ropa normal, así como dispositivos cuyas baterías podrían servir también como piezas estructurales.

En una prueba de concepto, el equipo responsable de la nueva tecnología de baterías ha fabricado la batería de fibra flexible más larga del mundo, de 140 metros de longitud, para demostrar que el material puede fabricarse a longitudes arbitrarias. El trabajo se ha publicado en la revista Materials Today. El postdoctorado del MIT Tural Khudiyev (ahora profesor adjunto en la Universidad Nacional de Singapur), el ex postdoctorado del MIT Jung Tae Lee (ahora profesor en la Universidad Kyung Hee) y Benjamin Grena SM '13, PhD '17 (actualmente en Apple) son los autores principales del artículo.

Los investigadores, incluidos los miembros de este equipo, han demostrado anteriormente que las fibras contienen una gran variedad de componentes electrónicos, como diodos emisores de luz (LED), fotosensores, comunicaciones y sistemas digitales. Muchos de ellos son tejibles y lavables, lo que los hace prácticos para su uso en productos vestibles, pero todos han dependido hasta ahora de una fuente de energía externa. Ahora, esta batería de fibra, que también es tejible y lavable, podría permitir que estos dispositivos fueran completamente autónomos.

La nueva batería de fibra se fabrica con geles de batería novedosos y un sistema estándar de extracción de fibra que comienza con un cilindro más grande que contiene todos los componentes y luego lo calienta hasta justo por debajo de su punto de fusión. El material se extrae a través de una estrecha abertura para comprimir todas las piezas a una fracción de su diámetro original, manteniendo toda la disposición original de las piezas.

Aunque otros han intentado fabricar baterías en forma de fibra, dice Khudiyev, éstas estaban estructuradas con materiales clave en el exterior de la fibra, mientras que este sistema incrusta el litio y otros materiales en el interior de la fibra, con un revestimiento exterior protector, lo que hace que esta versión sea directamente estable e impermeable. Se trata de la primera demostración de una batería de fibra de longitud inferior a un kilómetro que es lo suficientemente larga y duradera como para tener aplicaciones prácticas, afirma.

El hecho de que hayan sido capaces de fabricar una batería de fibra de 140 metros demuestra que "no hay un límite superior obvio para la longitud. Podríamos hacer una longitud de un kilómetro", afirma. Un dispositivo de demostración que utilizaba la nueva batería de fibra incorporaba un sistema de comunicaciones "Li-Fi", en el que se utilizan pulsos de luz para transmitir datos, e incluía un micrófono, un preamplificador, un transistor y diodos para establecer un enlace óptico de datos entre dos dispositivos de tejido.

"Cuando incrustamos los materiales activos dentro de la fibra, eso significa que los componentes sensibles de la batería ya tienen un buen sellado", dice Khudiyev, "y todos los materiales activos están muy bien integrados, por lo que no cambian de posición" durante el proceso de dibujo. Además, la batería de fibra resultante es mucho más delgada y flexible, con una relación de aspecto, es decir, la fracción longitud-anchura, de hasta un millón, que supera con creces otros diseños, lo que hace que sea práctico utilizar equipos de tejido estándar para crear tejidos que incorporen las baterías y los sistemas electrónicos.

La fibra de 140 metros producida hasta ahora tiene una capacidad de almacenamiento de energía de 123 miliamperios-hora, con la que se pueden cargar relojes inteligentes o teléfonos, dice. El dispositivo de fibra tiene sólo unos cientos de micras de grosor, más fino que cualquier intento anterior de producir baterías en forma de fibra.

 

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