En términos generales, se necesitan unas 10 horas para cargar un coche eléctrico. Incluso con la tecnología de carga rápida, necesitarás al menos 30 minutos. Si los vehículos eléctricos pudieran "recargarse" tan rápidamente como los vehículos tradicionales de gasolina, se aliviaría la escasez de estaciones de carga para vehículos eléctricos.
Se entiende que la eficiencia de las baterías de iones de litio depende de la capacidad del material del ánodo para almacenar iones de litio. Recientemente, un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) en Corea del Sur desarrolló un nuevo material de ánodo y logró un gran avance. Los últimos resultados de la investigación se han publicado recientemente en la revista Advanced Functional Materials.
Se informa que utilizaron un nuevo método de automezcla para sintetizar nanoláminas de ferrita de manganeso con una gran superficie mediante un proceso de reacción de desplazamiento simple. Este nuevo material puede almacenar más iones de litio, superando sus límites teóricos.
En este estudio, el equipo de investigación diseñó un nuevo método para sintetizar nanohojas de ferrita de manganeso, un material que tiene excelentes capacidades de almacenamiento de energía de iones de litio y buenas propiedades ferromagnéticas. Los investigadores dicen que esta innovadora tecnología aumenta la capacidad de almacenamiento a aproximadamente 1,5 veces el límite teórico y permite que los vehículos eléctricos se carguen completamente en seis minutos.
Específicamente, primero realizaron una reacción de desplazamiento en una solución que mezclaba óxido de manganeso y hierro, formando un compuesto de heteroestructura con óxido de manganeso en el interior y óxido de hierro en el exterior. Luego, el equipo utilizó un método hidrotermal para preparar nanoláminas de ferrita de manganeso con un espesor de sólo nanómetros. Este enfoque aprovecha electrones altamente polarizados por espín, lo que mejora significativamente la capacidad de almacenar grandes cantidades de iones de litio.
En este estudio, el equipo de investigación diseñó un nuevo método para sintetizar ferrita de manganeso como material anódico, conocido por su capacidad superior de almacenamiento de iones de litio y su ferromagnetismo. Primero, se produce una reacción de electrosustitución en una solución mixta de óxido de manganeso y hierro, generando un compuesto de heteroestructura con óxido de manganeso en el interior y óxido de hierro en el exterior.
Esta innovación permite al equipo superar efectivamente la capacidad teórica de los materiales de ánodo de ferrita de manganeso en más del 50%. Ampliar la superficie del material del ánodo facilita el movimiento simultáneo de una gran cantidad de iones de litio, aumentando así la velocidad de carga de la batería. Los resultados experimentales muestran que sólo se necesitan 6 minutos para cargar completamente una batería con una capacidad equivalente a la de los vehículos eléctricos actualmente en el mercado.
Los investigadores dijeron que esta investigación simplifica el complejo proceso de preparación de materiales de ánodo y ha logrado grandes avances en el aumento de la capacidad de la batería y la aceleración de la carga.
"El diseño racional de utilizar el espín del electrón para cambiar la superficie para superar las limitaciones electroquímicas de los materiales de ánodo tradicionales y mejorar la capacidad de la batería es una nueva comprensión. Este desarrollo puede mejorar la durabilidad de la batería y acortar el tiempo de carga de los vehículos eléctricos". Ellos han dicho.