Las pilas del futuro son de aire-litio: duran más, son más baratas y más seguras

pila

Mucha energía con mayor seguridad y menor precio. Es la ecuación imposible que parece que sí serán capaces de cumplir las baterías de la próxima generación que albergarán nuestros dispositivos electrónicos. Y todo gracias a una combinación llamativa: aire-litio.

Lo malo de estas promesas es que temporalmente no están demasiado cerca. Por el momento las pilas de aire-litio más seguras, baratas y con mayor autonomía, eran sólo una promesa dado que en la actualidad conseguirlas es algo caro, complejo, de poca duración y poco práctica. Pero afortunadamente los siempre brillantes investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets, el célebre MIT, han sido capaces de idear un nuevo diseño de las celdillas de la batería de aire-litio que permitiría solventar las dificultades actuales y conseguir lo que todos ansiamos.

Y además se trataría de una tecnología que sería aplicable a todo tipo de dispositivos, desde móviles hasta automóviles eléctricos.

El truco estaría en que a diferencia de las baterías tradicionales, encapsuladas, las de aire-litio requerirían de un intercambio de oxígeno que obligaría a que tuvieran un diseño “abierto” a fin de que las celdillas entrase y saliese el oxígeno que serviría para cambiar el estado de gaseoso a sólido al enlazarse con el litio almacenado en el interior y de vuelta de sólido a gaseoso cuando la carga se agota.

Los obstáculos actuales a este tipo de diseño son la necesidad de filtrar la humedad y el dióxido de carbono para evitar que las celdillas interiores de la batería queden dañadas… y la diferencia de alrededor del 30 % que se produce entre el voltaje de la carga (3,7 V) y el de la descarga (2,5 V) por lo que con tal dispersión de energía en forma de calor actualmente existe un alto riesgo de explosión si una batería de aire-litio se carga con demasiada rapidez. Por último el constante estrés de los continuos cambios de estado gaseoso-sólido produce un gran desgaste mecánico que acelera los posibles fallos.

La respuesta estaría en los trabajos del profesor Ju Li y su equipo, que habrían desarrollado un cátodo mucho más eficiente que el que se venía empleando hasta ahora, con el oxígeno contenido en forma de cristalización en una matriz de óxido de cobalto denominado “nanolithia” que actúa como catalizador de las reacciones anteriormente expuestas sin los riesgos mencionados.

Este proceso reduce también la diferencia carga-descarga a sólo un 8 % con lo que además de mejorar la eficiencia se reduce el tiempo de recarga. Adicionalmente se habría conseguido que la reducción en la capacidad de almacenamiento fuese de únicamente un 2 % tras 130 ciclos de carga/descarga. Como (por si faltaba algo) este cátodo es mucho más ligero que las celdillas de la actual tecnología de ion-litio podrían conseguirse baterías más eficientes en el mismo espacio o de igual autonomía en un volumen mucho menor. Y una batería de este tipo sería más barata de producir puesto que requeriría de un menor uso de materiales como cobalto o níquel.

Los trabajos del equipo del profesor Ju Li tienen por delante un plazo de un año para obtener un prototipo funcional.

 

 

 

 

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