Los ánodos compuestos de carbono podrían triplicar la capacidad de las baterías

Un equipo de investigadores en Alemania han desarrollado un novedoso material, formado por nanopartículas de óxido de estaño enriquecidas con antimonio y con una capa base de grafeno, el cual puede triplicar la capacidad de una batería y reducir drásticamente el tiempo de carga. «Un factor importante es el material del ánodo», declara la profesora Dina Fattakhova-Rohlfing, del Instituto de Energía e Investigación del Clima de Juelich, Colonia, la cual ha sido la encargada de dirigir la investigación.

«En principio, los ánodos a base de dióxido de estaño pueden alcanzar capacidades específicas mucho más altas y, por lo tanto, almacenar más energía que los ánodos de carbono que se usan actualmente. Tienen la capacidad de absorber más iones de litio. Sin embargo, el óxido de estaño puro exhibe un ciclo muy débil de estabilidad: la capacidad de almacenamiento de las baterías disminuye constantemente y sólo se pueden recargar un par de veces. El volumen del ánodo cambia con cada ciclo de carga y descarga, lo que hace que se desmorone».

La base de grafeno de este novedoso nanocompuesto ayuda a conseguir la estabilidad estructural y la conductividad del material. Las partículas de óxido de estaño se cultivan sobre el grafeno. El pequeño tamaño de la partícula y su sobresaliente contacto con la capa de grafeno permiten su resistencia ante los cambios de volumen anteriormente descritos. Gracias a ello, la vida útil de la batería aumenta enormemente.

«Enriquecer las nanopartículas con antimonio asegura que el material sea extremadamente conductor«, añade la profesora Fattakhova-Rohlfing. «Esto hace que el ánodo sea mucho más rápido, lo que significa que puede almacenar 1,5 veces más energía en solo un minuto que lo que sería posible con los ánodos de grafito convencionales.

Incluso puede almacenar tres veces más energía durante el tiempo de carga habitual de una hora. Estas altas densidades de energía sólo se lograron anteriormente con tasas de carga bajas. Los ciclos de carga más rápidos siempre conducen a una reducción rápida de la capacidad». Sin embargo, los ánodos dopados con antimonio conservan el 77% de su capacidad original incluso después de ser sometidos a 1.000 ciclos de carga.

A pesar de todo, este tipo de baterías se enfrentan a varios problemas, siendo el principal el grafeno: hasta ahora, los esfuerzos por industrializar la producción de este revolucionario material no han llegado a buen puerto, lo que dificultaría una hipotética llegada de estas baterías al mercado, por lo menos en un futuro próximo.

Fuente | eeNewsPower