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Presentación de la batería estructural multifuncional de fibra de carbono

Título Presentación de la batería estructural multifuncional de fibra de carbono
Autores Richa Chaudhary, Johanna Xu, Zhenyuan Xia, Leif E. Asp
Revista Materiales avanzados
Fecha 09/10/2024
DOI 10.1002/adma.202409725
Introducción Las baterías estructurales representan innovadores dispositivos multifuncionales diseñados para almacenar energía eléctrica y soportar cargas mecánicas simultáneamente. Las fibras de carbono son un material muy adecuado para esta aplicación, ya que cumplen una doble función al contribuir al almacenamiento de energía e impartir rigidez y resistencia esenciales a la estructura de la batería. Investigaciones anteriores demostraron la viabilidad de los electrodos positivos funcionales cuando se combinan con litio metálico en el electrolito estructural de una batería. Este trabajo presenta un sistema de batería estructural totalmente basado en fibra de carbono. Emplea fibra de carbono prístina como electrodo negativo, fibra de carbono recubierta de fosfato de hierro y litio (LFP) como electrodo positivo, e incorpora un fino separador de celulosa. Todos estos elementos se integran dentro de un electrolito de batería estructural y se curan posteriormente para conseguir una estructura de batería rígida. La aplicación de un separador fino mejora significativamente la densidad energética de la batería estructural. Esta batería estructural de material compuesto presenta una densidad energética de 30 Wh kg-1 y mantiene la estabilidad cíclica hasta 1000 ciclos con una eficiencia coulómbica de aproximadamente el 100%. Cabe destacar que el módulo elástico de esta batería estructural totalmente de fibra supera los 76 GPa cuando se ensaya en paralelo a la dirección de la fibra, estableciendo un nuevo punto de referencia en la bibliografía. Este tipo de baterías estructurales tienen un gran potencial de integración en vehículos eléctricos, ya que permiten sustituir los componentes estructurales tradicionales, reduciendo así la dependencia de las baterías convencionales y contribuyendo a una considerable reducción de masa en los futuros diseños de vehículos eléctricos.
Cita Richa Chaudhary, Johanna Xu y Zhenyuan Xia et al. Unveiling the Multifunctional Carbon Fiber Structural Battery. Adv. Mater. 2024. DOI: 10.1002/adma.202409725
Elemento Carbono (C) , Litio (Li) , Fósforo (P) , Oxígeno (O)
Industria Automoción , Almacenamiento de energía y baterías
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