Prototipo de batería de litio metálico con grafeno y nanotubos de carbono, que triplican la capacidad de las actuales de Ion-Litio

Científicos de la Universidad de Rice han creado un protipo de batería de litio metálico con grafeno y nanotubos de carbono, que pretenden triplicar la capacidad de las actuales de Ion-Litio. En esta ocasión han encontrado los materiales adecuados para eliminar el problema de la formación de las dendritas en los procesos de carga de las baterías actuales que tanto limitan sus mejoras y tienen el peligro de incluso incendiarse tras cortocircuitar.

Para resolver el problema, propusieron un ánodo único hecho a partir de un material, que fue creado por primera vez en la universidad hace cinco años. Mediante el uso de una estructura de enlace covalente, combina una hoja de grafeno bidimensional y nanotubos de carbono para formar una estructura tridimensional sin costuras. El metal de litio recubre la estructura tridimensional del ánodo y evita formar dendritas. El ánodo se aproxima al máximo teórico para el almacenamiento de metal litio, puesto que el contacto eléctrico entre los nanotubos y el electrodo metálico es óhmico.

Aunque la capacidad del prototipo de la batería está limitada por el cátodo, el material del ánodo alcanza una capacidad de almacenamiento de litio de 3.351 miliamperios por gramo, cerca del máximo teórico y 10 veces el de las baterías de iones de litio tradicionales. Debido a la baja densidad de la base de nanotubos, la capacidad del litio para recubrir todo el camino hasta el sustrato asegura el máximo uso del volumen disponible.

Para la prueba del ánodo en condiciones reales, tuvieron que crear un prototipo de batería que contenía cátodos a base de Azufre. En dicho experimento se logró un 80% de capacidad, después de más de 500 ciclos de carga-descarga y no aparecieron las temidas dendritas, por lo cual el resultado de la prueba fue exitoso, y mas teniendo en cuenta que tienen una densidad energética de 752 Wh/kg.

En resumidas cuentas, no parece muy lejano el día en el que veamos baterías con el triple de capacidad de las actuales. Son bastantes los prototipos de baterías con altas probabilidades de éxito probadas en laboratorio, donde se va a abandonar con alta probabilidad el uso de baterías de Ion-Litio, por nuevas variantes de tipo solido, metal, usando diferentes materiales innovadores, que cuentan con mejores propiedades.

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Fuente: news.rice.edu