Lee, Comparte y únete a la pagina y grupo de Facebook…

Pagina en Facebook
https://www.facebook.com/La-cosa-aquella-231455250559123/
Grupo de Facebook
https://www.facebook.com/groups/1013342072090602/
Blog
https://kenzocaspi.wordpress.com/author/kenzocaspi/
Canal Youtube
https://www.youtube.com/channel/UCJZIxTmbZ4CwPCE0Y4UAI1g
Por Tsvetana Paraskova – 03 de junio de 2020

 

El avance de la energía renovable y los vehículos eléctricos (VE) ha incentivado a los científicos a buscar varias formas de resolver el problema con un almacenamiento de energía eficiente, que es la clave para una adopción más amplia de tecnologías de energía verde.

La mayoría de las investigaciones se centran en las baterías: cómo hacer que las  baterías de iones de litio  sean más seguras y más eficientes o cómo se pueden usar otros  elementos más baratos en las baterías.

La mayoría de las investigaciones anteriores se han centrado en el almacenamiento químico y las reacciones electroquímicas en las baterías.  

Ahora los investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) de Australia están  proponiendo un diseño  basado en las propiedades mecánicas de las nanoestructuras que contienen diamantes que podrían usarse en dispositivos mecánicos de almacenamiento de energía, incluidas las baterías, los sistemas de detección biomédica, los dispositivos portátiles y la pequeña robótica y electrónica.

Las funciones mecánicas de un paquete de nanohilos de diamante (DNT) tienen el potencial de almacenar y liberar energía cuando se estira o se retuerce. Estos paquetes de nanohilos de diamante consisten en hilos de carbono unidimensionales.

«Al igual que una bobina comprimida o un juguete de cuerda para niños, la energía se puede liberar a medida que el paquete retorcido se desenreda», dijo en un comunicado el Dr. Haifei Zhan del Centro QUT para la Ciencia de los Materiales.

Zhan y sus colegas descubrieron que los haces de diamantes tienen una alta densidad de energía, es decir, cuánta energía contiene un sistema en comparación con su masa. El equipo ha modelado con éxito las capacidades mecánicas de almacenamiento y liberación de energía de un paquete DNT y ha  publicado  su trabajo de investigación en Nature Communications.

El modelo es solo un primer paso en la investigación del equipo sobre el potencial del almacenamiento de energía mecánica en comparación con el almacenamiento de energía electroquímica. Los científicos ahora planean diseñar un sistema de energía mecánica experimental a nanoescala como prueba de concepto y pasarán los próximos dos o tres años construyendo el sistema que controlará la torsión y el estiramiento del paquete de nanothread.

A pesar del hecho de que la investigación en nanohilos de diamantes se encuentra en etapas muy tempranas, los experimentos iniciales muestran resultados prometedores. En comparación con las baterías de iones de litio, el paquete de nanohilos de diamante tiene hasta tres veces la densidad de energía, según los científicos de QUT.

«Los materiales densos en energía son muy importantes para muchas aplicaciones, por eso siempre estamos buscando materiales livianos que aún funcionen bien», dijo el Dr. Zhan.  

La alta densidad de energía y el bajo peso de los materiales utilizados podrían ser un gran avance para resolver el problema de cómo empaquetar un alto potencial de energía en un sistema de almacenamiento de energía liviano.

Debido a su bajo peso, el nanohilo de diamante podría encontrar aplicaciones en la electrónica aeroespacial. Debido a la naturaleza mecánica, no electroquímica, de su potencial de almacenamiento de energía, los haces de diamantes podrían usarse para implantar sistemas de detección biomédica que monitorean las funciones cardíacas y cerebrales, dicen los investigadores del QUT. Y, para las baterías, la naturaleza mecánica de la energía sería más segura que las reacciones electroquímicas en las baterías de iones de litio.

«A diferencia del almacenamiento químico, como las baterías de iones de litio, que utilizan reacciones electroquímicas para almacenar y liberar energía, un sistema de energía mecánica en sí mismo conllevaría un riesgo mucho menor en comparación», dijo el Dr. Zhan.

Los sistemas de almacenamiento de energía mecánica son uno de los muchos proyectos de investigación e innovaciones recientes  en almacenamiento de energía . El calor, la gravedad o la energía geotérmica podrían usarse para almacenar y liberar energía, según han demostrado científicos y empresas.

Si bien las baterías de iones de litio son actualmente la solución de almacenamiento de energía más popular y ampliamente utilizada, el futuro puede estar en las nanoestructuras que utilizan fuerzas de energía mecánicas en lugar de químicas.  

Según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU., Los costos en constante caída de las tecnologías renovables disponibles han  despertado un gran interés en el almacenamiento de energía  y en varias soluciones para mejorar los sistemas de almacenamiento de energía.

“Hay un malentendido. El almacenamiento a menudo se considera almacenamiento electroquímico o almacenamiento de batería ”, dice Adarsh ​​Nagarajan, gerente de grupo para Diseño y planificación de sistemas de energía en NREL, que trabaja en la integración de energías renovables en la red.

“El almacenamiento está más allá de las baterías. Está más allá de la electroquímica. Es mucho más amplio «.