La nueva baterí­a de aire y litio cuadriplica la capacidad de las actuales

Cientí­ficos del Instituto de Tecnologí­a de Illinois han desarrollado un nuevo diseño de una baterí­a de litio-aire que puede almacenar por kilogramo unkilovatio-hora o más por carga. Esto significa cuatro veces más que las baterí­as de iones de litio que se utilizan actualmente en los automóviles.

Las baterí­as de iones de litio están en todas partes: en nuestros ordenadores, teléfonos móviles o coches eléctricos. Pero no tienen suficiente densidad de energí­a para impulsar los motores de vehí­culos pesados ​​como aviones. Además, si se cumplen las previsiones de EV en los próximos años, no habrá suficiente litio para producir las baterí­as necesarias. En Novaceno hemos visto varios diseños que prometen aumentar la capacidad de las baterí­as y mejorar la seguridad, como las baterí­as de estado sólido. La nueva baterí­a desarrollada por investigadores del Instituto de Illinois combina las ventajas de las baterí­as de estado sólido y de litio-aire, que no solo aumenta su densidad, sino que permite más de 1.000 ciclos de carga prácticamente sin pérdida de capacidad. ¿Cómo funciona?

Según los investigadores, la idea surgió al tratar de crear una baterí­a de estado sólido compatible con la tecnologí­a de cátodo-ánodo que el equipo habí­a desarrollado para sus baterí­as de litio-aire. Las baterí­as de litio-aire pueden almacenar más energí­a en un espacio más pequeño que las baterí­as de iones de litio, pero tienden a agotarse después de unas pocas cargas y requieren más energí­a para cargarse de la que generan. Para evitar esto, los investigadores eligieron una mezcla de polí­meros y cerámica, que no son del todo efectivos por sí­ solos, pero se combinan para proporcionar la alta conductividad iónica de la cerámica y la alta estabilidad del polí­mero.

Para probar esta idea, el equipo realizó una serie de experimentos para mostrar cómo ocurre esta reacción. Los investigadores observaron que los nuevos componentes permitieron que el dióxido de litio, la clave para el rendimiento de la baterí­a, se formara y descompusiera a alta velocidad y a temperatura ambiente. Según los investigadores, esta es la primera vez que esto sucede con una baterí­a de litio-aire. «Descubrimos que este electrolito de estado sólido representa alrededor del 75 por ciento de la densidad de energí­a total», explicó Mohammad Asadi, profesor de ingenierí­a quí­mica en el Instituto de Tecnologí­a de Illinois y autor principal de un artí­culo que detalla los hallazgos publicados recientemente en la revista. Ciencia. … «Esto nos dice que hay mucho margen de mejora, porque creemos que podemos reducir el grosor sin comprometer el rendimiento, lo que nos permitirá lograr una densidad de energí­a muy, muy alta». Menos litio, más almacenamiento

El equipo también está trabajando para encontrar materiales que puedan reemplazar el litio en las baterí­as. Como dijimos en el Capí­tulo 3 de Control Z, «La fiebre de los vehí­culos eléctricos es un viaje a ninguna parte», no hay suficiente litio en el planeta para producir la cantidad de baterí­as necesarias para hacer la transición a los vehí­culos eléctricos. Las baterí­as de litio-aire tienen la ventaja de hacer un mejor uso de nuestro litio restante, pero aún no son suficientes para satisfacer la enorme demanda, dijo Asadi. Además, el investigador cree que su nueva baterí­a podrí­a estar fabricada con otros metales menos escasos y baratos. En este sentido, los investigadores buscan socios con empresas de la industria de las baterí­as para optimizar el diseño y prepararlo para la producción. «[La nueva] tecnologí­a es un gran avance que abre muchas oportunidades para llevar estas tecnologí­as al mercado», dijo Asadi.