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Aceros amorfos aumentarán la duración de la batería en los ‘smartphones’

Investigadores catalanes han descubierto su resistencia a la corrosión y su posible uso como electrodos en las baterías de iones de litio

08.08.13 - 12:15 -
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Aceros amorfos aumentarán la duración de la batería en los ‘smartphones’
Las baterías de iones de litio alimentan los 'smartphones' actuales. Uwe Hermann

Investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) han descubierto que los aceros amorfos tienen mayor resistencia a la corrosión y que pueden emplearse como electrodos para aumentar la duración de las baterías de li-ion (de iones de litio) que se usan en los actuales 'smartphone'.

La investigación, que ha publicado la revista 'Science', ha permitido identificar los procesos de corrosión en aceros amorfos, que son parecidos a los aceros inoxidables pero sin estructura cristalina a escala atómica.

El trabajo, llevado a cabo por investigadores de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aeroespacial de la UPC Castelldefels (Barcelona), junto con otros científicos alemanes y mexicanos, ha analizado cómo disminuye la resistencia a la corrosión en aceros amorfos al aumentar la temperatura. Los aceros amorfos son una familia de los llamados vidrios metálicos que, a pesar de tener un aspecto similar al de un metal normal, en algunos casos duplican o incluso triplican la resistencia mecánica de los materiales metálicos cristalinos de composición similar.

El investigador Daniel Crespo, del Departamento de Física Aplicada de la UPC y profesor de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aeroespacial de Castelldefels (Eetac), Milad Madinehei, becario predoctoral en el mismo centro, y Jazmín Duarte, doctora por la UPC, han sido los artífices del descubrimiento.

Su trabajo ha permitido documentar que este tipo de acero presenta a menudo excelentes propiedades magnéticas para la producción de transformadores de corriente, reduciendo las pérdidas debidas a la producción de calor hasta un 75% respecto a un transformador normal.

La UPC ha informado de que la utilización de transformadores de alta eficiencia es imprescindible para reducir las pérdidas en la red de distribución de energía eléctrica que, a su vez, es esencial para alcanzar el objetivo establecido por la Comunidad Europea de reducir en 2020 en un 20 % las emisiones de CO2 respecto de 1990. Un acero amorfo es un vidrio metálico donde el componente principal es el hierro.

El material estudiado por los investigadores de la UPC incorpora, además, molibdeno (Mo), carbón (C), boro (B) y cromo (Cr) que, si fuera cristalino, sería un acero inoxidable. Según Daniel Crespo, "a temperatura ambiente este acero amorfo muestra una excelente resistencia a la corrosión". Los investigadores han sometido el material a tratamientos térmicos a temperaturas crecientes y han estudiado cómo la movilidad atómica provoca la aparición de sucesivas estructuras cristalinas, hasta cristalizar totalmente el material a 800 grados centígrados.

Empleando modernas técnicas analíticas, los investigadores han podido identificar la composición de las diferentes fases cristalinas en función de la temperatura del tratamiento térmico. Los materiales han sido producidos en la UPC y analizados primero en la universidad barcelonesa y luego en el Max Planck Institute de Düsseldorf (Alemania), donde los investigadores han realizado diversas estancias y donde Jazmín Duarte goza actualmente de una beca postdoctoral. El trabajo se ha llevado a cabo junto con investigadores del Max Planck Institute de Düsseldorf y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional de México. Las modernas baterías de Li-ion que se utilizan en los 'smartphones' contienen electrolitos muy corrosivos, y para evitar los efectos de la corrosión se utilizan mayoritariamente electrodos de grafito. Por ello se está estudiando la posibilidad de sustituir los electrodos de grafito por aceros amorfos, con una conductividad superior.

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