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Equipo de investigación presenta prueba de batería no destructiva
Un equipo internacional de investigación ha desarrollado un nuevo método para examinar de forma no destructiva el estado de las baterías. El Centro Helmholtz GSI para la Investigación de Iones Pesados en Darmstadt, a través del Instituto Helmholtz de Maguncia, colaboró en el estudio. Los resultados se publicaron en la revista Chemical Science.
Además del Instituto Helmholtz de Mainz, en la investigación también participaron la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, el Physikalisch-Technische Bundesanstalt de Berlín y la Universidad de Nueva York.
Los problemas de la batería a menudo están en el electrolito
Las baterías recargables, también conocidas como acumuladores, son indispensables hoy en día en muchos ámbitos, como teléfonos inteligentes, portátiles, vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Sin embargo, las causas comunes de fallo de las baterías son los cambios o la pérdida del electrolito, el líquido que contiene.
El electrolito permite el transporte de partículas cargadas entre los electrodos. Durante muchos ciclos de carga, su composición química puede cambiar o sufrir fugas. En casos desfavorables, esto puede provocar sobrecalentamiento o incluso explosiones.
Nuevo diagnóstico mediante resonancia magnética nuclear
Hasta ahora, no existían métodos fiables para comprobar el estado del electrolito sin abrir la carcasa de la batería. Precisamente aquí es donde entra en juego la nueva investigación.
Los científicos utilizan una forma especial de resonancia magnética nuclear llamada ZULF-NMR (Resonancia Magnética Nuclear de Campo Cero a Ultrabajo). Esta técnica mide la resonancia magnética sin un campo magnético externo intenso. Incluso las carcasas metálicas de las baterías son permeables a esta técnica, lo que permite realizar mediciones en su interior.
Utilizando este método, el equipo de investigación logró por primera vez detectar y cuantificar tanto disolventes como sales de litio en electrolitos de baterías comerciales directamente a través de la carcasa de la batería.
Perspectivas para el desarrollo de baterías
La nueva tecnología podría utilizarse en el futuro para monitorizar las baterías durante su funcionamiento. Estas mediciones, denominadas «operando», ayudarían a detectar daños de forma temprana y a prolongar la vida útil de las baterías.
Además, el método podría proporcionar información importante sobre los procesos electroquímicos y respaldar el desarrollo de nuevas tecnologías de baterías.
El equipo de investigación ya está planificando nuevos experimentos para que los métodos de medición sean más rápidos, precisos y rentables. El objetivo es establecer el diagnóstico no destructivo de baterías como una herramienta complementaria en la investigación y la industria en el futuro.
(DARMSTADT – ROJO/PM/GSI)
Imagen destacada: Método de medición ZULF-NMR Representación gráfica de la medición ZULF-NMR de una celda de bolsa (centro) utilizando sensores cuánticos como magnetómetros bombeados ópticamente (OPM, arriba) y dispositivos superconductores de interferencia cuántica (SQUID, abajo), que pueden detectar y cuantificar los pequeños campos magnéticos generados por los espines nucleares de las moléculas en el electrolito de la batería.
