Las microbaterías no son para los coches eléctricos

Una batería con una potencia específica mayor que la de un supercapacitador, recargable en cuestión de segundos y mayor capacidad que las de actuales baterías de ion-litio es de lo que estamos ansiosos de hablaros.

Esta semana una noticia así se ha colado en blogs sobre coches eléctricos y hasta en periódicos de gran tirada, sin embargo aún queda mucho para que esta ilusión se haga realidad, las microbaterías no son para los coches eléctricos.

Ejemplo de microbaterías

Las  microbaterías, son baterías que se integra en un circuito electrónico y que se utilizan como reserva para alimentar los diferentes transistores y dispositivos que componen el circuito. Las microbaterías siempre han ofrecido mejores características que sus homologas de tamaño mayor, y las reportadas por el grupo de Illinois supera incluso a capacitadores en cuanto a potencia y tiempo de carga.

El trabajo explica como los electrodos son estructuras porosas, con poros grandes, de entre 300 y 500 nm, que permiten la difusión de los átomos de litio y ofrecen una gran superficie activa. Se fabrican en varios pasos, que incluyen el autoensamblado de esferas de poliestireno, la deposición de los metales de los electrodos por galvanizado, y la disolución de las esferas de poliestireno para dar lugar a una estructura de ópalo invertido.

Los materiales activos, estannuro de níquel para el ánodo (¿os acordáis del potencial del estaño?) y óxido de manganeso para el cátodo, son depositados después en la nueva estructura invertida. La distancia entre los electrodos es mínima (menos de 50 micras) y la superficie activa es muy grande, lo cual reduce el tiempo de difusión del litio y mejora los tiempos de carga y la potencia específica.

Como resultado la microbatería ofrece el equivalente a 7000 veces la potencia energética de una batería de litio, más incluso que un capacitador estándar, manteniendo la capacidad de carga de una batería de ion-litio y permitiendo trabajar a 1000C, o lo que es lo mismo, menos de 4 segundos de carga.

Se trata de un avance en microbaterías, que requieren de cierta potencia en el menor tamaño posible. Pero potencia no es lo que piden los coches eléctricos, que con las baterías actuales ya pueden mover los motores disponibles y alcanzar aceleraciones de vértigo. Se necesita capacidad y durabilidad.

Precisamente la durabilidad es un problema, la reducida distancia entre los electrodos hace a estas baterías muy propicias a sufrir cortocircuitos, por el riesgo a que el crecimiento de una capa de depósitos ponga en contacto los electrodos, lo cual supone el fin de la batería y puede hasta provocar un incendio como en el caso de los Boeing 787 y los Mitsubishi Outlander.

El proceso de autoensamblado es además tedioso y difícil, si no imposible, de controlar para grandes volúmenes, a los cuales perdería todas las ventajas que ofrece, ya que éstas se basan en su reducido tamaño. La microbatería no supera los 0.03 milímetros cúbicos, 3×10^-8L, que con sus 150 Wh/L supone una capacidad total de 4.5 µWh. Necesitaríamos 5000 millones de ellas para llegar a la carga del Nissan Leaf.

Y si esto no os convence paso a comentaros los ciclos. La microbatería mantiene el 92% de su capacidad después de 4 ciclos de descargas rápidas y el 64% después de 15 ciclos, perdiendo un 5% de media en cada ciclo lento.

La publicación es realmente elegante, con gráficas claras y muy buenas fotos. Se trata además de una estrategia relativamente novedosa con muy buenos resultados. Pero cada cosa para lo que es, y por mucho que queramos esto no sirve para coches eléctricos.

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Fuente | Nature Communications