Nuevas baterias más seguras y rentables

La nueva batería tiene el potencial de almacenar más energía, a la vez que mantiene altos niveles de seguridad.

El avance conseguido por investigadores suizos de los Laboratorios Federales de Ciencia y Tecnología de los materiales de ese país y de la Universidad de Ginebra, al lograr un nuevo tipo de batería de estado completamente sólido, supone ya una revolución para los fabricantes de teléfonos móviles, ordenadores y automóviles eléctricos.

Según detallan en el último número de “Energy and Enviromental Science”, la nueva batería tiene el potencial de almacenar más energía, a la vez que mantiene altos niveles de seguridad. Esta basada en el sodio, una alternativa barata al litio. Las baterías de iones de litio son costosas y contienen un liquido inflamable, que puede ser peligroso para los usuarios.

Como se sabe, para que una batería funcione debe tener tres componentes clave: un ánodo (el polo negativo), un cátodo (el polo positivo) y un electrolito. La mayoría de las baterías que se usan hoy se basan en iones de litio. Cuando la batería se carga, los iones de litio salen del cátodo y se mueven al ánodo. Para evitar la formación de dendritas de litio, una especie de estalagmita microscópica que puede provocar cortocircuitos en la batería que pueden provocar incendios, el ánodo de las baterías comerciales está hecho de grafito en lugar de litio metálico, aunque este metal ultraligero aumentaría la cantidad de energía que puede ser almacenada.

Los investigadores suizos tenían el objetivo de conseguir una batería sólida que haga frente a la, cada vez, mayor demanda de los mercados emergentes. El prototipo que ya es una realidad utiliza un sólido en lugar de un electrolito líquido, que permite el uso de un ánodo de metal al bloquear la formación de dendritas, lo que permite almacenar más energía y garantizar la seguridad.

El profesor Hans Hagemann, de la Universidad de Ginebra, ha comunicado que “tenían que encontrar un conductor iónico sólido adecuado que, además de ser no tóxico, fuera químicamente y térmicamente estable, y que permitiera que el sodio se moviera fácilmente entre el ánodo y el cátodo. Así encontraron una sustancia a base de boro, un “closo-borano”, que permitía que los iones de sodio circularan libremente. Además, como es un conductor inorgánico, elimina el riesgo de que la batería se incendie durante la recarga.

Para el líder de este proyecto, Arndt Remhof, “La estabilidad electroquímica del electrolito que estamos utilizando puede soportar tres voltios, mientras que muchos electrólitos sólidos estudiados anteriormente se dañan con el mismo voltaje. Los científicos también probaron la batería durante más de 250 ciclos de carga y descarga, comprobando que el 85% de la capacidad de energía aún funcionaba. “Pero se necesitan 1.200 ciclos antes de que la batería pueda lanzarse al mercado”, dicen los investigadores. Los científicos suizos tiene que probar, además, su prototipo de batería a temperatura ambiente para que puedan confirmar si las dendritas se forman o no, mientras aumenta aún más el voltaje.

José María Fernández-Rúa

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