Diseñan una batería de litio-metal que se carga en 10 minutos y dura 15 años

El prototipo de la Universidad de Harvard puede realizar 10.000 ciclos de carga y descarga. El litio se utiliza en las baterías de los celulares y de los autos eléctricos.

 

El último desarrollo en materia de litio-metal presentado por la Universidad de Harvard en la revista científica Nature es una batería que se carga en 10 minutos y dura 15 años. En caso que realmente funcione, puede ser la revolución energética más esperada para celulares, autos, monopatines y bicicletas eléctricas, entre otros dispositivos.

Las baterías de iones de litio actuales tienen un problema llamado dendritas. A medida que la batería se carga y descarga, los iones de litio que viajan del ánodo al cátodo crean unas estructuras similares a raíces que van creciendo. Estas estructuras no solo reducen la capacidad de la batería, sino que llegan a provocar cortocircuitos y explosiones al perforar los delicados paneles que separan los electrodos.

Lo que realizó el profesor Xin Li y su equipo de la Universidad de Harvard es un diseño de batería que no inhibe el crecimiento de dendritas, sino que lo guía de manera que esté contenido en una región concreta de la batería y no provoque daños.

"Una batería de metal de litio se considera el santo grial de la química de la batería debido a su alta capacidad y densidad de energía", dijo Xin Li, profesor asociado de ciencia de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS).

Y agregó: "Pero la estabilidad de estas baterías siempre fue pobre".

Aunque aún quedan un par de cuestiones por definir, los investigadores aseguran que su diseño es perfectamente apto para la producción de baterías en masa y su costo es muy similar al de las actuales baterías de iones de litio.

Por el momento Li y sus colegas fabricaron un prototipo funcional que puede relizar 10.000 ciclos de carga y descarga y sigue funcionando al 82% de su capacidad de carga.

"Al estudiar su termodinámica fundamental, podemos desbloquear un rendimiento superior y aprovechar sus abundantes oportunidades", remarcó.

Qué ventajas tiene la nueva batería

Si bien es más liviana, pero al mismo tiempo más densa que las de iones de litio, esta condición las hace ideal para vehículos eléctricos porque permitirá aumentar mucho su autonomía.

Según el comunicado hecho público por Harvard, la batería es más duradera (entre 10 y 15 años), y su densidad permitirá fabricar baterías de automóvil que se cargan en solo 10 o 20 minutos.

“Nuestra investigación muestra que la batería de estado sólido podría ser fundamentalmente diferente de la batería comercial de iones de litio de electrolito líquido”, dijo Li.

"Y la flexibilidad y versatilidad de nuestro diseño multicapa lo hace potencialmente compatible con los procedimientos de producción en masa en la industria de las baterías. No será fácil escalarlo a la batería comercial y todavía existen algunos desafíos prácticos, pero creemos que se superarán", concluyó el profesor de Harvard.

Clarín