así se almacenará la energía del futuro

La batería de varios días de duración que tu móvil estaba pidiendo será de Litio-Oxígeno

La combinación de metal y aire se perfila como candidata a sustituir a la de iones de litio. Un nuevo estudio logra superar obstáculos electroquímicos y acercarla mucho más al mercado

Foto: Un empleado desconecta un móvil de su base de carga. (Reuters)
Un empleado desconecta un móvil de su base de carga. (Reuters)

Muchos años después de su irrupción en 1991, la batería de iones de litio sigue siendo indiscutiblemente la reina de la electrónica. Todo gira en torno a ella: nuestros 'smartphones', tabletas, portátiles, relojes y, más pronto que tarde, nuestros coches.

En este tiempo ha habido muchos aspirantes a derrocar al Ion-Li de su trono, pero ninguno lo suficientemente bueno. Y eso que teóricamente tiene muchos inconvenientes: es cara de fabricar, soporta un número limitado de cargas, tiene una vida útil que se descalabra después de los tres años... pero sobre todo, su principal problema es la duración de las baterías.

Pese a que en los últimos años se ha incrementado su rendimiento añadiéndole otras sustancias como zirconio o fosfato de hierro, el límite de esta tecnología está ya a la vista. En los 'smartphones', la duración máxima que se ha alcanzado está en torno a las 17 horas o 1.000 minutos. Los topes de gama como el iPhone 8 o el Galaxy S9 no llegan a las 12 horas.

Encontrar un sustituto no es sencillo, sin embargo hay un candidato claro a este trono: la batería de Litio-Oxígeno, una variación de la tecnología dominante que permitiría a las baterías extender su duración hasta en un orden de magnitud.

Romper la barrera de los 1.000 minutos

El Litio-Oxígeno viene a solucionar los problemas que plantea la batería de Litio-Aire, un modelo que oxida el litio en un extremo y reduce el oxígeno del aire en el otro para crear una corriente eléctrica. Esta mezcla podría engendrar baterías con un poder energético comparable a la gasolina, sin embargo cuenta con muchos obstáculos relacionados con la electroquímica.

Ahora, un estudio que aparece en el último número de 'Science' resuelve los principales obstáculos que afrontaba la batería de metal-aire para llegar a su comercialización.

Las baterías de oxígeno de litio (Li-O2) suscitan un gran interés en la industria debido a sus altas densidades de energía, que pueden exceder la de las baterías de ion de litio en al menos diez veces, aunque en algunas ocasiones esta energía ha llegado a ser 15 veces superior que las de iones de litio.

¿Por qué las baterías de Li-O2 no son aún una realidad? El principal problema es que, durante su funcionamiento, se genera peróxido de litio (Li2O2), una sustancia altamente reactiva que descompone la solución de iones de litio y corroe el cátodo de carbono. Pero ahora, Chun Xia, de la universidad canadiense de Waterloo, y su equipo han logrado un hito, "superar las barreras termodinámicas y cinéticas asociadas con la batería de litio-oxígeno".

La energía de estas nuevas baterías podría superar a las de iones de litio hasta en un orden de magnitud

Estos científicos aumentaron la temperatura de funcionamiento de la batería a 150ºC y emplearon materiales como un electrolito orgánico de sales fundidas y un cátodo de óxido de níquel. ¿El resultado? En lugar de peróxido de litio se genera óxido de litio, que es mucho más estable. La pila resultante funciona y, además, alcanza una eficiencia de carga-descarga del 100%, por encima de los 80-90% que alcanzan las actuales baterías de Li-Ion.

Shuting Feng, química encargada de diseñar electrolitos estables en el MIT, ensalza el logro de sus compañeros en un artículo que también aparece en 'Science', imprescindible para ayudar a cerrar la brecha entre la producción de energía renovable y nuestra creciente demanda de electricidad. "El trabajo de Xia y compañía cataliza la investigación fundamental y aplicada para avanzar en la creación de baterías recargables de Litio-Oxígeno empleando electrolitos de sal fundida".

Esquema del funcionamiento de la pila de Litio-Oxígeno (Science)
Esquema del funcionamiento de la pila de Litio-Oxígeno (Science)

De repente, las pilas dejan de concebirse sólo para la pequeña electrónica de consumo y pasan, con este hallazgo, al siguiente nivel.

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