Investigadores logran imprimir en 3D una batería de iones de litio

Christopher Reyes et al. / ACS Applied Energy Materials, 2018

Ingenieros estadounidenses aprendieron a imprimir baterías de iones de litio, listas para ser usadas, en una impresora 3D. Con esta tecnología crearon el prototipo de un brazalete con un LED y gafas de sol con atenuación ajustable. En el futuro, esta tecnología puede permitir crear rápidamente dispositivos de forma compleja con baterías integradas, dicen los autores del artículo en ACS Applied Energy Materials.

La impresión 3D se utiliza no solo para la creación rápida de prototipos de plástico, sino también para crear dispositivos complejos de alta calidad. Sin embargo, hasta ahora solo se puede imprimir una parte de los componentes necesarios para un dispositivo completo, y los chips y las baterías deben fabricarse de otras maneras.

Benjamin Wiley y sus colegas de la Universidad de Duke y la Universidad de Texas han desarrollado un método para crear baterías de iones de litio completamente funcionales utilizando una impresora 3D. Dado que el objetivo de los ingenieros era crear una tecnología simple y asequible, eligieron una impresora 3D económica por un valor aproximado de US$ 250, que imprime objetos utilizando capas (FDM). La impresora está diseñada para imprimir con polilactida, sin embargo, este material tiene una conductividad iónica extremadamente baja y no es adecuado para crear una batería, por lo que los ingenieros tuvieron que modificar la composición del material de impresión.

Hackeando una impresora 3D 

Los investigadores examinaron una variedad de materiales, midieron sus propiedades y establecieron el siguiente diagrama. Primero, la impresora imprime una capa de filamento de grafeno conductor para impresoras 3D. Sobre él se imprime un ánodo de una mezcla de polilactida, grafeno y titanato de litio, en la parte superior se encuentra una cámara de electrolito impresa a partir de polilactida pura, y encima está un cátodo de una mezcla de polilactida, manganato de litio y nanotubos de carbono de múltiples capas. Por último, la impresora imprime el segundo colector de filamento compuesto de polímero de metal.

Batería impresa en una impresora 3D
Christopher Reyes et al. / ACS Applied Energy Materials, 2018

Los ingenieros han demostrado la eficacia del método y han creado con él dos prototipos de dispositivos. Uno de ellos es un brazalete en forma de anillo con una batería curva que puede alimentar el LED por un minuto. El segundo prototipo son unas gafas de sol con oscurecimiento variable. 

Prototipos de gafas y pulsera.
Christopher Reyes et al. / ACS Applied Energy Materials, 2018

Hace más de un mes, el fundador de Defense Distributed, Cody Wilson, lanzó una tienda online de planos tridimensionales de armas de fuego impresas. Todos los diseños se venden por US$10 dólares. Este precio incluye una unidad de USB patentada llamada Defense Distributed, que contiene un archivo con dibujos y el envío a EEUU. Solo usuarios registrados que viven en EEUU pueden adquirir los planos. Para algunos estados, la compra está bloqueada, ya que las autoridades locales prohibieron la circulación y la producción de armas impresas.
 

María Cervantes
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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