es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad de Texas en El Paso (The University of Texas at El Paso) ha desarrollado un método para fabricar electrolitos poliméricos en gel de diversas formas mediante tecnología de impresión 3D. Esta técnica permite integrar directamente dispositivos de almacenamiento de energía en los equipos alimentados por baterías, superando las limitaciones de tamaño de las baterías recargables estándar.

El estudio se publicó en la revista Communications Engineering, de la serie Nature. El electrolito polimérico en gel es responsable de transportar iones entre los electrodos de la batería. Los electrolitos líquidos tradicionales deben sellarse en carcasas rígidas, lo que limita la forma de la batería y presenta riesgos de fuga. El equipo de la UTEP combinó resina fotocurable con electrolito líquido a base de litio, y utilizó la tecnología de fotopolimerización en cubeta (vat photopolymerization) para curar capa por capa, logrando preparar un material de gel imprimible.

La conductividad iónica del material impreso alcanzó 3,4×10⁻³ siemens por centímetro, comparable a la de los electrolitos fabricados con métodos tradicionales y cercana al nivel del electrolito líquido que reemplaza. La proporción óptima determinada en el estudio fue de 1:4 entre resina y electrolito, logrando un equilibrio entre el rendimiento electroquímico y la fiabilidad de la impresión.

El equipo completó la impresión del electrolito en aire ambiente de laboratorio ordinario, manteniendo la estabilidad del material. Los investigadores imprimieron discos simples, retículas abiertas en forma de panal y cubos sólidos de un centímetro, demostrando la flexibilidad de moldeo de las baterías en futuros dispositivos portátiles, equipos médicos o componentes aeroespaciales.

“Durante años, la forma de la batería ha determinado la forma del dispositivo que alimenta”, afirmó el Dr. Alexis Maurel, investigador principal del estudio y profesor del Departamento de Metalurgia, Materiales e Ingeniería Biomédica de la UTEP. “Estamos demostrando que se puede imprimir cualquier forma de componente de batería con electrolito de alto rendimiento y colocarlo prácticamente en cualquier lugar que se desee. Esto cambia el espacio de imaginación de los diseñadores”.

El estudio también reveló la influencia de la selección del disolvente en la imprimibilidad y el comportamiento de la batería, un aspecto que no se había examinado suficientemente en investigaciones anteriores. Una formulación mostró una estabilidad excelente en pruebas repetidas, señalando al equipo la dirección de desarrollo más prometedora.

“Esta investigación demuestra cómo la fabricación avanzada y las tecnologías energéticas pueden fusionarse para crear posibilidades completamente nuevas en el diseño de baterías”, comentó el Dr. Kenith Meissner, decano de la Escuela de Ingeniería Miguel A. Loya. “Al desarrollar un método escalable para imprimir en 3D electrolitos de batería en casi cualquier forma, el Dr. Maurel y sus colaboradores están ayudando a la UTEP a estar a la vanguardia de la investigación de próxima generación en almacenamiento de energía, al tiempo que brindan a nuestros estudiantes experiencia práctica en tecnologías cruciales para el futuro de la industria aeroespacial, el transporte y la fabricación avanzada”.

El estudio fue liderado por la UTEP, en colaboración con los Laboratorios Nacionales Sandia (Sandia National Laboratories). El equipo planea optimizar la formulación e integrar estos electrolitos impresos en celdas de batería completas. Esta investigación forma parte del portafolio de proyectos de Maurel centrados en la impresión 3D de baterías, que incluye una subvención para el desarrollo de la fuerza laboral del programa de Experiencias de Investigación para Estudiantes de Pregrado de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (National Science Foundation's Research Experiences for Undergraduates), que ofrece pasantías de verano remuneradas e intensivas en investigación para estudiantes de dos instituciones, estableciendo una asociación entre la UTEP y la Universidad de Texas A&M (Texas A&M University).