La nueva química de las baterías de alta densidad energética
Optimizar aún más el diseño de las baterías, con potencial para transformar la electrificación del transporte
Mohammad Asadi, profesor adjunto de Ingeniería Química del Instituto de Tecnología de Illinois, ha publicado un artículo en la revista Science en el que describe la química en la que se basa su novedoso diseño de batería de litio-aire. Los conocimientos adquiridos le permitirán optimizar aún más el diseño de la batería, con el potencial de alcanzar densidades de energía ultraelevadas muy superiores a las de la actual tecnología de iones de litio.
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El diseño de la batería tiene el potencial de almacenar un kilovatio-hora por kilogramo o más, cuatro veces más que la tecnología de baterías de iones de litio, lo que supondría una transformación para electrificar el transporte, especialmente los vehículos pesados como aviones, trenes y submarinos.
Asadi quería fabricar una batería con un electrolito sólido, que aporta seguridad y energía en comparación con las baterías de electrolito líquido, y buscaba una opción que fuera compatible con las tecnologías de cátodo y ánodo que ha estado desarrollando para su uso en baterías de litio-aire. Eligió una mezcla de polímero y cerámica, que son los dos electrolitos sólidos más comunes, pero ambos tienen inconvenientes. Al combinarlos, Asadi descubrió que podía aprovechar la alta conductividad iónica de la cerámica y la gran estabilidad y alta conexión interfacial del polímero.
El resultado permite que la reacción reversible crítica que permite el funcionamiento de la pila -la formación y descomposición de dióxido de litio- se produzca a altas velocidades a temperatura ambiente, lo que constituye la primera demostración de ello en una pila de litio-aire.
Como se describe en el artículo de Science, Asadi ha llevado a cabo una serie de experimentos que demuestran cómo se produce esta reacción.
"Descubrimos que ese electrolito en estado sólido aporta alrededor del 75 por ciento de la densidad energética total. Eso nos dice que hay mucho margen de mejora, porque creemos que podemos minimizar ese grosor sin comprometer el rendimiento, y eso nos permitiría alcanzar una densidad de energía muy, muy alta", afirma Asadi.
Estos experimentos se realizaron en colaboración con la Universidad de Illinois Chicago y el Laboratorio Nacional Argonne. Asadi afirma que tiene previsto trabajar con socios industriales para optimizar el diseño de la batería y prepararla para su fabricación.
"La tecnología es un gran avance y ha abierto un gran abanico de posibilidades para llevar estas tecnologías al mercado", afirma Asadi.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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