La batería de estado sólido aún no ha llegado y este investigador de Illinois Tech ya ha creado una que puede dejarla obsoleta
Las baterías de alta densidad son un viejo sueño de la industria y las baterías de estado sólido han sido señaladas como la respuesta a
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Publicado: 06/02/2023 12:30
La batería de litio-aire, uno de los tipos más prometedores de baterías que actualmente se están desarrollando, ha dado un importante paso adelante gracias a una investigación liderada por el profesor asistente de ingeniería química Mohammad Asadi. del Instituto de Tecnología de Illinois.
Y es que la batería de litio-aire tiene el potencial de almacenar un kilovatio-hora por kilogramo o incluso más, lo que sería cuatro veces más que la actual tecnología de baterías de iones de litio. Esto la haría ideal para electrificar el transporte, especialmente vehículos pesados como aviones, trenes y submarinos.
Electrolito sólido mixto
Los detalles de la investigación y sus resultados han sido publicados en la revista científica Science. En ella, se explica que el diseño de la batería utiliza un electrolito sólido, lo que brinda ventajas en términos de seguridad y densidad de energía en comparación con las baterías de electrolito líquido.
Los electrolitos sólidos más comunes están hechos de polímero o cerámica, pero tanto uno como otro presentan desventajas. Pero Asadi descubrió que podía crear un electrolito que combinara las fortalezas de ambos: la alta conductividad iónica de la cerámica y la alta estabilidad y conexión interfacial del polímero, lo que permitió que la batería funcionara a altas velocidades a temperatura ambiente.
«Aprovechamos la alta conductividad iónica de la cerámica y, al mismo tiempo, la alta estabilidad y la alta conexión interfacial del polímero», dice Asadi.
El resultado permite que la reacción reversible crítica que permite que la batería funcione (formación y descomposición de dióxido de litio) ocurra a altas velocidades a temperatura ambiente, la primera demostración de esto en una batería de litio-aire.
El resultado de los experimentos, realizados en colaboración con la Universidad de Illinois-Chicago y el Laboratorio Nacional de Argonne, es una batería que alcanza una densidad de energía de 685 Wh/kg en laboratorio, lo que sugiere un gran margen de mejora y una posibilidad de alcanzar densidades de energía ultra altas.
Optimizar el diseño
Asadi planea trabajar con socios de la industria para optimizar el diseño de la batería y para su ingeniería y fabricación. La investigación fue financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
«Descubrimos que ese electrolito de estado sólido contribuye con alrededor del 75 % de la densidad de energía total. Eso nos dice que hay mucho margen de mejora porque creemos que podemos minimizar ese grosor sin comprometer el rendimiento, y eso nos permitiría lograr una densidad de energía muy, muy alta», afirma Asadi.
«La tecnología es un gran avance y ha abierto una gran ventana de posibilidades para llevar estas tecnologías al mercado», concluye Asadi.
Fuente: Forococheselectricos.com