{"id":133379,"date":"2017-01-29T10:05:35","date_gmt":"2017-01-29T09:05:35","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133379"},"modified":"2017-01-27T10:07:05","modified_gmt":"2017-01-27T09:07:05","slug":"membranas-polimericas-para-baterias-de-li-ion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2017\/01\/29\/133379","title":{"rendered":"Membranas polim\u00e9ricas para bater\u00edas de Li-ion"},"content":{"rendered":"

Autor: Ricardo Escudero Cid, Pilar Oc\u00f3n-UAM<\/span><\/strong><\/p>\n

Uno de los mayores problemas con el que se enfrentan los gobiernos en la actualidad es el aumento de la contaminaci\u00f3n en las grandes ciudades. Este preocupante aumento de la poluci\u00f3n se debe en gran medida a la dependencia que existe de combustibles f\u00f3siles en el sector energ\u00e9tico y en mayor medida en el transporte. Es por eso que, en los \u00faltimos meses en ciudades grandes como Madrid se est\u00e1n alcanzando l\u00edmites preocupantes de contaminaci\u00f3n que suponen un riesgo para la salud de sus habitantes. Es por eso que se est\u00e1n tratando de estudiar y desarrollar nuevas tecnolog\u00edas capaces de abastecer las necesidades de la poblaci\u00f3n, pero causando menores da\u00f1os medioambientales y mejorando el bienestar de la sociedad.<\/span><\/p>\n

En la actualidad la mayor dependencia de combustibles f\u00f3siles contaminantes se encuentra en el transporte que, a su vez, se encuentra principalmente en las ciudades y es el causante de la alta contaminaci\u00f3n de las mismas. Por todo ello, hoy en d\u00eda se est\u00e1n estudiando multitud de alternativas para el transporte sostenible. Adem\u00e1s del incremento de medios de transporte p\u00fablicos m\u00e1s ecol\u00f3gicos y basados en tecnolog\u00edas no contaminantes se est\u00e1n realizando grandes avances para la mejora de medios de transporte privados basados en motores h\u00edbridos o el\u00e9ctricos.<\/span><\/p>\n

Los coches el\u00e9ctricos son, a d\u00eda de hoy una realidad y una gran promesa para los pr\u00f3ximos a\u00f1os con grandes inversiones de las empresas de automoci\u00f3n. Para poder llevar a cabo un mayor desarrollo de estas tecnolog\u00edas una de las claves se encuentra en las bater\u00edas de este tipo de veh\u00edculos, las encargadas de asegurar una alta autonom\u00eda necesaria para su implantaci\u00f3n a gran escala. Unas de las bater\u00edas m\u00e1s extendidas y a la vez m\u00e1s prometedoras para su uso en este tipo de autom\u00f3viles son las de Li-ion, ya que presentan una alta densidad energ\u00e9tica.\"\"<\/span><\/p>\n

Figura 1.<\/strong> Comparaci\u00f3n de diferentes tecnolog\u00edas de bater\u00edas dependiendo de su densidad de energ\u00eda volum\u00e9trica y m\u00e1sica [1].<\/span><\/p>\n

Dentro de este tipo de bater\u00edas se encuentran dos grandes grupos, las de electrolito l\u00edquido, m\u00e1s tradicionales, y las que usan materiales polim\u00e9ricos como electrolito s\u00f3lido. Las de electrolito l\u00edquido son las m\u00e1s extensamente utilizadas para este tipo de aplicaciones por su alta conductividad i\u00f3nica. A pesar de eso, muestran ciertos problemas de seguridad asociados a los \u00e1nodos de litio met\u00e1lico, sus solventes org\u00e1nicos vol\u00e1tiles e inflamables y las posibles p\u00e9rdidas de electrolito. Las bater\u00edas de electrolito solido presentan importantes ventajas mejorando su seguridad, flexibilidad y procesabilidad.<\/span><\/p>\n

Debido a estas ventajas en los \u00faltimos a\u00f1os se est\u00e1n haciendo grandes avances en el estudio de este tipo de bater\u00edas de membrana polim\u00e9rica. Las principales caracter\u00edsticas que se buscan en los materiales polim\u00e9ricos son: alta conductividad i\u00f3nica cercana a 10-4<\/sup><\/span> S\u00b7cm<\/span>-1<\/span><\/sup> a temperatura ambiente, apreciable transferencia de Li<\/span>+<\/span><\/sup> con valores pr\u00f3ximos a la unidad, buenas propiedades mec\u00e1nicas, estabilidad en amplia ventana electroqu\u00edmica pr\u00f3xima a los 4\u20135 V vs. Li\/Li<\/span>+<\/span><\/sup> y excelente estabilidad qu\u00edmica y t\u00e9rmica [2].<\/span><\/p>\n

Son diferentes las membranas que se est\u00e1n estudiando en la actualidad para su uso en este tipo de dispositivos. Entre los tipos m\u00e1s investigados se encuentran los electrolitos polim\u00e9ricos s\u00f3lidos secos (dry-SPE), los sistemas de pol\u00edmero en sal y los electrolitos polim\u00e9ricos conductores de Li \u00fanico.<\/span><\/p>\n

El primero de ellos, dry-SPE, consiste en una matriz polim\u00e9rica y una sal de Li. Normalmente poseen una baja conductividad i\u00f3nica, lo que supone un gran problema para su utilizaci\u00f3n en aplicaciones reales. La manera de aumentar esa conductividad se realiza modificando la matriz polim\u00e9rica llegando a incrementarla en 1 o 2 \u00f3rdenes de magnitud. El segundo tipo de membranas bajo estudio, las de pol\u00edmero en sal, se lleva a cabo al intentar incrementar la conductividad aumentando la cantidad de sal en la membrana y llegando a valores de composici\u00f3n en peso superiores al 50%. Esto permite llegar a valores elevados en conductividad y en transferencia de iones comprometiendo en parte las propiedades mec\u00e1nicas del material. \u00a0<\/span>En ambos casos hay una migraci\u00f3n de los aniones que produce una importante bajada en conductividad. Para ello se est\u00e1 tratando de estudiar materiales polim\u00e9ricos capaces de evitar este problema. Por un lado, se trata de anclar los aniones al pol\u00edmero y por otro se a\u00f1ade un receptor de los aniones que interact\u00fae con ellos mejorando el rendimiento final del dispositivo.<\/span><\/p>\n

Los diferentes tipos de membranas que se est\u00e1n estudiando en la actualidad muestran interesantes propiedades que permiten ser optimista con la implantaci\u00f3n de \u00e9stas en la tecnolog\u00eda actual con el fin de mejorar las prestaciones de las bater\u00edas de Li-ion as\u00ed como mejorar sus medidas de seguridad. Todo esto supone un gran reto y a la vez supondr\u00e1 un gran avance en las tecnolog\u00edas futuras.<\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Referencias:<\/span><\/p>\n

[1] Tarascon J-M., Armand M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries. Nature, 2001, 414, 359-367.<\/span><\/p>\n

[2] Long L., Wang S., Xiao M., Meng Y. J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 10038\u201310069.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autor: Ricardo Escudero Cid, Pilar Oc\u00f3n-UAM Uno de los mayores problemas con el que se enfrentan los gobiernos en la actualidad es el aumento de la contaminaci\u00f3n en las grandes ciudades. Este preocupante aumento de la poluci\u00f3n se debe en gran medida a la dependencia que existe de combustibles f\u00f3siles en el sector energ\u00e9tico y en mayor medida en el transporte. Es por eso que, en los \u00faltimos meses en ciudades grandes como Madrid se est\u00e1n alcanzando l\u00edmites preocupantes de contaminaci\u00f3n que suponen un riesgo para la salud de sus habitantes. Es por eso que se est\u00e1n tratando de estudiar\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1784,543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133379"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133379"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133379\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133385,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133379\/revisions\/133385"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133379"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133379"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133379"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}