La carrera por desarrollar la batería del futuro no solo comprende investigaciones para disparar la capacidad de las mismas, sino también busca alternativas más económicas y sostenibles a los materiales que la conforman. Es el caso de los trabajos que buscan eliminar el cobalto. Un material muy raro, costoso y con una profunda huella ambiental y humanitaria en su extracción.
Investigadores de la Escuela de Ingeniería Cockrell, Universidad de Texas, han publicado los resultados de sus trabajos con una batería libre de cobalto. Un avance que tiene el potencial de reducir el coste de producción de baterías al tiempo que logra aumentar la capacidad de las mismas.
El equipo ha publicado sus avances en la revista Science Daily, donde han confirmado el desarrollo de un nuevo cátodo, que normalmente es el lugar que contiene todo el cobalto. Pero en su lugar este grupo de investigadores han usado un alto contenido de níquel, un 89%, además de manganeso y aluminio.
Unas cifras que podemos comparar con las nuevas celdas NCM 811, que contienen un 80% de níquel, 10% de manganeso y 10% de cobalto. Y eso en las celdas más modernas del mercado, donde podemos encontrar concentraciones de hasta el 30% de cobalto.
Gracias a esta combinación, las baterías del equipo de Texas podría lograr aumentar su densidad energética de forma importante, lo que se traduciría en baterías con más capacidad. Y al sustituir el costoso cobalto, que cotiza a unos 28.500 dólares la tonelada, por elementos mucho más económicos como el níquel y el aluminio, se lograría una importante reducción de costes de producción.
Uno de los grandes retos de este formato son su corta vida útil, y la baja tasa de capacidad que ofrece esta combinación de metales. Problemas que este trabajo asegura haber logrado solucionar. La clave del avance reside en el nivel atómico.
Los investigadores pudieron garantizar que los iones de los diversos metales se logran distribuir uniformemente a través de la estructura cristalina del cátodo durante la síntesis. Cuando los iones se agrupan, el rendimiento se degrada, por lo que mantenerlos distribuidos uniformemente evita la pérdida de rendimiento.
Por desgracia desde el equipo no se han dado datos concretos, por ejemplo de la cantidad de ciclos de carga y descarga que son capaces de lograr sus nuevas celdas. Unos trabajos que abren las puertas a lograr unas baterías con más densidad energética, y además más económicas. Sin duda una combinación ganadora a la que tendrán que sumar en el caso de aplicaciones como el transporte el poder acceder a recargas rápidas sin que afecte a su rendimiento.
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