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Los científicos afirman haber creado un nuevo tipo de batería que no pierde capacidad después de los ciclos de carga, según una nueva investigación. El material del electrodo positivo podría allanar el camino para nuevas baterías de automóviles eléctricos que no sufran uno de los mayores problemas que enfrentan estos automóviles actualmente, que es una vida útil cada vez menor y, en consecuencia, reemplazos costosos y ecológicamente dañinos.
Si el mundo va a estar libre de las cadenas del crudo que actualmente nos impiden convertirnos en cero neto, debemos alejarnos del uso de automóviles de gasolina y diésel. En general, se considera que nuestra mejor apuesta para hacerlo son los automóviles eléctricos, que han recorrido un largo camino en solo unos pocos años, pero continúan estando limitados por la tecnología de la batería. Las baterías de iones de litio son pesadas, caras, tienen una vida útil relativamente corta y no ofrecen el alcance necesario para persuadir a muchos amantes de la gasolina de que abandonen sus queridos pistones. Si el mundo va a adoptar automóviles eléctricos, la vida útil de las baterías debe aumentar y los costos deben reducirse.
Presentamos las baterías de estado sólido (SSB), una nueva tecnología prometedora que puede hacer precisamente eso. Las baterías de iones de litio se basan en un electrolito líquido para facilitar el flujo de iones cargados durante la carga y la descarga, mientras que las baterías de estado sólido están hechas de materiales completamente sólidos. Estas baterías pueden cargarse más rápido, no representan un riesgo para la seguridad si el contenido se derrama y pueden almacenar más energía que sus contrapartes líquidas, pero actualmente están limitadas por el daño que se produce en los electrodos cuando los iones de litio se mueven a través de ellos. Esto se debe a que los electrodos se expanden y encogen con el movimiento de los iones a medida que cambia su estructura, y si las SSB se vuelven viables, necesitan una forma de detener este movimiento.
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| Si el mundo va a adoptar automóviles eléctricos, la vida útil de las baterías debe aumentar y los costos deben reducirse. Imagen de 政徳 吉田 en Pixabay |
Para combatir esto, un equipo de investigadores analizó un nuevo tipo de material SSB que tiene una estabilidad increíble y evita daños en los electrodos. Este material es útil por una razón principal: tiene el mismo volumen cuando los iones entran o salen de él. Por lo tanto, la batería se puede usar una y otra vez sin que el material se degrade regularmente; técnicamente, podría cargarse y descargarse indefinidamente.
El equipo lo probó y no encontró degradación en 400 ciclos de carga/descarga, lo que ciertamente no sucedería con las baterías de iones de litio. Todavía no es perfecto, pero el autor principal, el profesor Naoaki Yabuuchi, cree que están en camino de hacerlo.
"La ausencia de desvanecimiento de la capacidad durante 400 ciclos indica claramente el rendimiento superior de este material en comparación con los informados para las celdas de estado sólido convencionales con materiales en capas", dijo el coautor, el profesor asociado Neeraj Sharma, en un comunicado.
"Este hallazgo podría reducir drásticamente los costos de las baterías. El desarrollo de baterías prácticas de estado sólido de alto rendimiento también puede conducir al desarrollo de vehículos eléctricos avanzados".
Según el equipo, esta batería podría significar un vehículo eléctrico que se carga en solo cinco minutos, con mayor capacidad que las baterías actuales, todo a un costo mucho más económico.
La investigación fue publicada en Nature Materials.