El descobriment que permetria recarregar cotxes elèctrics en 10 minuts
Un cotxe elèctric en plena càrrega.
El descobriment de com petites partícules carregades, anomenades ions, es mouen dins d’una complexa xarxa de porus minúsculs, pot permetre recarregar cotxes elèctrics en qüestió de 10 minuts.
L’avenç, publicat a Proceedings of the National Academy of Sciences, pot conduir al desenvolupament de dispositius d’emmagatzematge d’energia més eficients, com supercapacitadores, afirma Ankur Gupta, professor assistent d’enginyeria química i biològica a la Universitat de Colorado Boulder.
"Atès el paper fonamental de l’energia en el futur del planeta, em vaig sentir inspirat a aplicar els meus coneixements d’enginyeria química a l’avenç dels dispositius d’emmagatzematge d’energia", va dir Gupta en un comunicat. "Semblava que el tema estava poc explorat i, com a tal, era l’oportunitat perfecta".
Gupta va explicar que s’utilitzen diverses tècniques d’enginyeria química per estudiar el flux en materials porosos, com dipòsits de petroli i filtració d’aigua, però no s’han utilitzat per complet en alguns sistemes d’emmagatzematge d’energia.
El descobriment és important no només per emmagatzemar energia en vehicles i dispositius electrònics, sinó també per a les xarxes elèctriques, on la fluctuació de la demanda d’energia requereix un emmagatzemament eficient per evitar el malbaratament durant períodes de baixa demanda i garantir un subministrament ràpid durant alta demanda.
Els supercondensadors, dispositius d’emmagatzematge d’energia que depenen de l’acumulació d’ions als seus porus, tenen temps de càrrega ràpids i una vida útil més llarga en comparació amb les bateries.
"El principal atractiu dels supercondensadors resideix en la seua velocitat", va afirmar Gupta. "Llavors, com podem accelerar la càrrega i alliberament d’energia? Mitjançant un moviment més eficient dels ions".
Baula perduda
Les seues troballes modifiquen la llei de Kirchhoff, que ha governat el flux de corrent en els circuits elèctrics des de 1845 i és un element bàsic en les classes de ciències dels estudiants de secundària. A diferència dels electrons, els ions es mouen a causa de camps elèctrics i difusió, i els investigadors van determinar que els seus moviments en les interseccions dels porus són diferents del que es descriu en la llei de Kirchhoff.
Abans de l’estudi, els moviments iònics només es descrivien en la literatura a un porus recte. A través d’aquesta investigació, es pot simular i predir en uns minuts el moviment d’ions en una xarxa complexa de milers de porus interconnectats. "Aquest és el gran avenç del treball", va dir Gupta. "Trobarem la baula perduda".
