Un nuevo tipo de batería impresa en 3D que utiliza electrodos fabricados con almidón vegetal y nanotubos de carbono podría proporcionar a los dispositivos móviles una fuente de energía más ecológica y de mayor capacidad.
Las baterías de iones de litio son ligeras, compactas y tienen capacidad para soportar muchos ciclos de carga y descarga. Esto ha hecho que sean idóneas para su uso en una amplia gama de dispositivos, como ordenadores portátiles, teléfonos móviles, relojes inteligentes y vehículos eléctricos.
Al igual que muchas baterías, las de iones de litio constan de un electrodo positivo, a menudo hecho de óxido de cobalto de manganeso y litio o fosfato de hierro y litio, y un electrodo negativo, a menudo hecho de metal de litio. Durante la carga, los iones de litio fluyen a través de un electrolito desde el electrodo positivo hasta el negativo, donde se almacenan. Durante el uso, los iones fluyen en la dirección opuesta, generando energía para alimentar dispositivos a través de una reacción electroquímica.
Una de las limitaciones físicas de la cantidad de energía que los diseños actuales de baterías de iones de litio pueden almacenar y liberar es el grosor de sus electrodos. Los electrodos más gruesos limitan la difusión de los iones a través del electrodo, limitando así la capacidad de las baterías de iones de litio. El aumento del grosor de los electrodos también disminuye su tolerancia a la tensión, lo que los hace más propensos a agrietarse. Cuando un electrodo se rompe, la batería queda inutilizada.
La batería del equipo de Glasgow pretende lograr un mejor equilibrio entre el tamaño y la superficie de los electrodos introduciendo en su diseño diminutos agujeros a nano y microescala, o poros. Al acribillar la superficie y el interior de los electrodos con poros, pueden aumentar considerablemente la superficie en comparación con un electrodo sólido de las mismas dimensiones externas.
Para ello, usaron impresión 3D, para controlar estrictamente el tamaño y la ubicación de todos y cada uno de los poros de sus electrodos.
Cargaron su impresora 3D con un material que desarrollaron y que combina ácido poliláctico, fosfato de litio y hierro y nanotubos de carbono. El ácido poliláctico es un material biodegradable procesado a partir del almidón del maíz, caña de azúcar y remolacha azucarera, lo que aumenta la capacidad de reciclaje de la batería.
