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Baterías con el triple de capacidad y, un avance clave, libres de dendritas. Son los logros de un nuevo prototipo de batería recargable de litio metálico diseñado por investigadores de la Universidad de Rice, en Houston. Las pruebas del sistema, creado a partir de un híbrido de grafeno y nanotubos de carbono, han demostrado que mantiene una capacidad del 80% tras más de 500 ciclos de carga y descarga, lo que equivale a dos años de uso de un Smartphone.
En los test, para los que el equipo investigador construyó baterías completas con cátodos basados en azufre, los materiales del ánodo mostraron una capacidad de almacenamiento de 3’351 miliamperios hora por gramo, resultado muy próximo al tope teórico, que supera en diez veces los resultados de las baterías de ion de litio.
Otro de los éxitos de este prototipo es, sin duda, su habilidad para resolver uno de los aspectos que ha entorpecido todo intento de sustituir las baterías de ion de litio por sistemas avanzados de litio metálico: las dendritas y, con ellas, los riesgos de cortocircuitos, fallos de la batería, fuegos e incluso explosiones.
Para evitar el problema de las dendritas, el equipo liderado por el químico James Tour dio forma a este sistema, que almacena el litio en un solo ánodo, en concreto un híbrido de nanotubos de carbono y grafeno. Tal y como explican los investigadores, este material consiste en una superficie tridimensional de carbono que proporciona al litio espacio suficiente y que está recubierta de litio metálico para evitar la formación de dendritas.
Por ello, durante la fase de pruebas no se observó señal alguna de dendritas en el prototipo, para el que los investigadores no solo construyeron el ánodo, sino también el cátodo. “Tuvimos que desarrollar el cátodo basado en azufre para que fuera posible acomodar los ánodos de litio de alta capacidad en la primera generación del sistema”, explica Tour.
“Las baterías de ion de litio han cambiado el mundo, no hay duda; pero son ya tan buenas como van a llegar a ser”, apunta el líder de esta investigación antes de añadir que “las baterías de tu teléfono móvil no durarán más hasta que irrumpa una nueva tecnología”. Estos avances están más cerca con este proyecto, que sigue en fase de pruebas de las nuevas baterías a escala piloto.
Más información en Rice University.
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