La próxima generación de baterías podría adoptar muchas formas, pero un diseño en el que los científicos tienen puestas muchas esperanzas es el del litio metálico. Gracias a la excelente densidad energética de este material, las baterías podrían alimentar los teléfonos inteligentes durante varios días seguidos sin necesidad de carga. Al diseñar un nuevo electrolito que puede controlarse mediante campos magnéticos externos, los científicos surcoreanos se han acercado un poco más a la realidad.
Una batería de litio-metal es aquella en la que este material sustituiría al grafito y el cobre utilizados en el ánodo de las actuales baterías de iones de litio. De este modo, los ánodos serían más pequeños y ligeros, con una densidad energética muy superior, lo que permitiría que los teléfonos inteligentes necesitaran menos cargas a la semana o que los vehículos eléctricos recorrieran mucha más distancia con cada carga.
Pero un problema con el que siguen tropezando los investigadores es el crecimiento de unas protuberancias en forma de tentáculos en el ánodo llamadas dendritas, que hacen que la batería falle rápidamente. No faltan posibles soluciones a este problema, y ahora un equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk ha tenido otra brillante idea.
Los científicos han abordado el problema reinventando la solución electrolítica que transporta los iones entre el ánodo y el cátodo, el otro electrodo de la pila. Para ello, han mejorado la forma en que los iones se transportan en este medio, con el objetivo de que el proceso sea más rápido y homogéneo y así cortar de raíz cualquier posible dendrita.
El equipo añadió nanopartículas magnéticas a la solución electrolítica, lo que la hace sensible a un campo magnético y permite agitarla para convertir el electrolito estático en dinámico. El resultado es una siembra rápida y uniforme de núcleos de litio que evita la formación de dendritas. En un sistema de batería conceptual, el equipo pudo demostrarlo a altas velocidades de carga con ciclos estables.
A juzgar por estos primeros resultados, el equipo cree que su tecnología podría utilizarse para mejorar drásticamente la fiabilidad y la vida útil de las baterías de litio-metal, y señala que también puede tener el mismo efecto cuando se aplica a otros electrolitos.
Se trata de un nuevo concepto de sistema electrolítico que puede crear un electrolito dinámico que nunca antes se había intentado y cambiar el paradigma de la investigación de electrolitos mediante nanopartículas magnéticas. Puede aplicarse inmediatamente a diversos sistemas electroquímicos que utilizan electrolitos líquidos.
Lee Hong-kyung, autor del estudio.
Vía www.dgist.ac.kr
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