Una batería experimental de litio-aire que se recarga 2.000 veces

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Científicos del departamento de química y del Centro de Grafeno de la Universidad de Cambridge han logrado superar en laboratorio muchas de las barreras en el desarrollo de baterías de litio-aire. Sus resultados ocupan hoy la portada de la revista Science.

El equipo, liderado por Tao Liu, ha desarrollado un prototipo de batería de litio-oxígeno (o litio-aire) de muy alta densidad energética –con un 90% de eficiencia–  y que puede recargarse más de 2.000 veces.

Fuente: www.diariolibre.com
Fuente: www.diariolibre.com

Densidad energética diez veces mayor

Este tipo de baterías son consideradas como las baterías del futuro, debido a su densidad de energía teórica, que es diez veces mayor que la de una de iones de litio. Esta alta densidad energética es comparable a la de la gasolina y, según los autores del trabajo, permitiría que un coche eléctrico pudiera hacer la ruta de Londres a Edimburgo con una sola carga.

Las tecnologías que usamos a diario son más pequeñas, rápidas y baratas cada año, con excepción de las baterías. La futura generación de estas baterías permitiría, por ejemplo, alargar durante días el funcionamiento de los smartphones sin necesidad de recargarlos. Pero hay dos retos más importantes que podrían mejorar con el avance en esta área de investigación: los vehículos eléctricos y la red de almacenamiento a gran escala de la energía solar.

Las baterías de litio-aire son consideradas lo último en almacenamiento y la solución a estos problemas. Sin embargo, en anteriores intentos, los prototipos habían tenido una tasa de rendimiento pobre, reacciones químicas no deseadas, y solo podía funcionar con oxígeno puro.

Sin embargo, hasta ahora había demasiadas dificultades para su desarrollo. Su diseño implica un electrodo negativo de metal de litio, un electrolito no acuoso y un electrodo positivo, que funcionen de forma concertada. En algunos diseños, durante la descarga, la formación de peróxido de litio compite con varias reacciones secundarias indeseables que atacan al electrolito, reduciendo la eficacia global de la batería.

Ahora, los investigadores han demostrado cómo algunos de estos obstáculos pueden superarse. Su prototipo se basa en un electrodo altamente poroso de carbono hecho de grafeno, que incluye hojas de átomos de carbono de un átomo de espesor, y aditivos que alteran las reacciones químicas en el trabajo en la batería, por lo que es más estable y eficiente.

En esta ocasión, el equipo ha utilizado una química muy diferente, basándose en hidróxido de litio (LiOH) en lugar de peróxido de litio (Li2O2). Con la adición de agua y el uso de yoduro de litio como un ‘mediador’, la nueva batería muestra menos reacciones químicas que pueden causar deterioro y resulta mucho más estable tras múltiples ciclos de carga y descarga.

Fuente: Agencia SINC. Referencia bibliográfica: T. Liu el al. «Cycling Li-O2 batteries via LiOH formation and decomposition«. Science (29 de octubre, 2015).

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