Un grupo de investigadores ha desarrollado un método revolucionario que permite visualizar en tiempo real el comportamiento interno de las baterías. Esta técnica, basada en radiografías de neutrones, abre nuevas puertas para mejorar la eficiencia energética y el rendimiento de dispositivos electroquímicos

Un equipo de investigadores ha desarrollado una técnica innovadora que permite visualizar lo invisible dentro de las baterías en funcionamiento.

Liderado por el profesor español Antoni Forner-Cuenca, de la Universidad de Tecnología de Eindhoven, el grupo ha logrado emplear radiografías de neutrones para observar la composición y el comportamiento de los fluidos internos de las baterías.

Este avance, publicado en la revista Nature Communications, podría revolucionar el estudio de los procesos internos en dispositivos electroquímicos, proporcionando imágenes detalladas que hasta ahora eran inalcanzables con otras técnicas de visualización.

Los neutrones: clave para ver lo invisible

La imagenología neutrónica es un método avanzado que utiliza un haz de neutrones para atravesar materiales y revelar su estructura interna. A diferencia de otras técnicas como los rayos X, los neutrones tienen la capacidad de interactuar con elementos ligeros como el hidrógeno, lo que permite observar la composición química de los fluidos en el interior de las baterías.

Este enfoque es especialmente útil en la investigación de dispositivos electroquímicos como las baterías de flujo, que son clave para el almacenamiento de energía proveniente de fuentes renovables.

La innovación del profesor Forner-Cuenca radica en su capacidad para crear imágenes y videos en tiempo real del comportamiento interno de una batería durante su funcionamiento. Hasta ahora, la única forma de evaluar el rendimiento de una batería era mediante la medición externa del voltaje y la corriente.

Sin embargo, con esta nueva técnica, los científicos pueden visualizar directamente cómo cambian las concentraciones de los líquidos dentro de la batería, lo que abre la puerta a un mejor diseño y rendimiento.

El proceso comienza cuando un haz de neutrones es dirigido a través de la batería en funcionamiento. Al no tener carga eléctrica, los neutrones atraviesan el material externo sin interactuar con los electrones, lo que les permite llegar a los componentes internos sin perturbarlos.

A medida que los neutrones se encuentran con moléculas que contienen hidrógeno u otros elementos, se atenúan, y esta información es captada por detectores, que permiten a los investigadores mapear con precisión las zonas de mayor actividad dentro de la batería.

Este enfoque ha permitido a los científicos descubrir patrones en la distribución y el movimiento de los fluidos internos.

Por ejemplo, han podido identificar áreas de la batería donde los líquidos no fluyen correctamente o donde se produce la precipitación de sólidos, lo que reduce la eficiencia del dispositivo. Con estos datos, los ingenieros pueden mejorar el diseño de las baterías y aumentar su rendimiento.

Aplicaciones industriales y energéticas

El impacto de esta técnica va más allá de las baterías de flujo. La capacidad de visualizar procesos internos en tiempo real tiene aplicaciones en diversos campos industriales.

En particular, las industrias automotriz y de la aviación podrían beneficiarse de una mejor comprensión de los procesos electroquímicos, permitiendo el desarrollo de motores y sistemas de almacenamiento de energía más eficientes.

Además, el método podría emplearse para estudiar el comportamiento de otros dispositivos electroquímicos, como pilas de combustible y sistemas de almacenamiento de energía en gran escala.

Este logro ha sido posible gracias a la colaboración entre varias instituciones internacionales, incluyendo el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) y el Instituto Paul Scherrer en Suiza, donde se llevaron a cabo los experimentos.

Durante las pruebas, que se extendieron por más de 12 días, los investigadores tomaron mediciones cada 30 segundos, lo que les permitió obtener un conjunto de datos detallados sobre el comportamiento interno de las baterías.

Con esta técnica, lo que antes era invisible ahora está al alcance de los científicos, quienes están un paso más cerca de optimizar las tecnologías que serán esenciales para el futuro energético del planeta.

Fuente: computerhoy.20minutos.es