Un equipo de investigadores crea las baterías de litio-aire definitivas: densidad energética de récord (1.500 Wh/kg) con una amplia vida útil (1.200 ciclos)

La industria de las baterías se encuentra en plena ebullición. Impulsadas principalmente por el auge de la electrónica de consumo y de la movilidad eléctrica, las investigaciones relativas a químicas mejoradas que permitan incrementar la densidad energética, la durabilidad y los costes de las celdas se suceden a diario, con fabricantes y laboratorios presentando nuevas soluciones a un ritmo vertiginoso.

Las baterías de litio-aire son una de las soluciones que más interés han levantado en los últimos años entre los expertos. Esta tecnología no requiere de cátodos de óxido metálico, pues se genera energía electroquímica a partir de reacciones con el oxígeno presente en la atmósfera, y ofrece una densidad energética elevadísima. Sin embargo, esta solución también presenta algunos inconvenientes: gran parte de la energía se pierde en forma de calor, y las celdas tienden a degradarse con rapidez.

Uno de los principales problemas de las baterías de litio-aire consiste en que los catalizadores desarrollados hasta el momento mostraban una actividad lenta en las reacciones de reducción (ORR) y evolución (OER) del oxígeno. Además, a veces sólo permanecían activos para una de las reacciones, lo que podía resultar en un sobrepotencial durante los procesos de carga y descarga.

Para resolver esta situación se han empleado catalizadores metálicos (platino, oro…) y no metálicos (por ejemplo, a base de carbono); pero hasta ahora no se habían logrado avances importantes. Sin embargo, el investigador Alireza Kondori ha publicado recientemente un artículo en Advanced Materials en el que informa sobre un nuevo tipo de baterías de litio-aire con un amplio ciclo de vida y sobrepotenciales bajos.

Un equipo formado por investigadores del Instituto de Tecnología de Illinois, de la Universidad de Pennsylvania, de la Universidad de Illinois en Chicago y del Laboratorio Nacional Argonne ha desarrollado una batería de este tipo que emplea nanopartículas de Mo3P (fosfuro de trimolibdeno) altamente activas con sobrepotenciales de carga y descarga relativamente bajos (entre 80 y 270 mV) como catalizadores.

La batería resultante funciona en condiciones ambientales con una eficiencia energética del 90,2% y una densidad energética de 1.500 Wh/kg, una cifra ocho veces superior a la exhibida por las baterías de iones de litio de última generación. La vida útil estimada es de 1.200 ciclos de carga y descarga completos, un valor de auténtico récord para esta tecnología.

Fuente | Nanowerk

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Ver comentarios

  • Ya tocaba batería milagrosa. Hacía tiempo que no teníamos noticias de ninguna.

  • Un Model S con 800 kWh ?
    No sé Rick . No tendrá demanda ni hoy ni en 2039.
    En 2040 igual si . Quién sabe ?
    A ponerse commoditie y palomitas.

    • ...
      Una densidad 8 veces mayor NO significa necesariamente que hagan coches con una batería de capacidad 8 veces mayor.

      Lo inteligente es dejarlo en un punto medio: unos 200 kwh (para 800 km reales) y ocupando/pesando la 1/4 parte que las actuales.

      • Uff, con 200 Kwh y con un peso tan bajo, raro sería que no pasara de los 1200 km reales.

        • Eso iba a decir yo. Muy mal coche tendría que ser para hacer sólo 800km con 200Kwh y una batería ligera.

  • Una buena batería debe reunir muchas características concretas que la hagan útil, no os dejéis vender la moto como se hace con el hidrógeno publicitando solamente sus 2 puntos fuertes (autonomía y tiempo de carga), en el caso de esta batería podría ser que ocupe mucho volumen haciéndola inviable para un vehículo, o que el precio sea de locura, etc etc etc.

  • TRIBUNAL DE BATERÍAS MILAGRO
    Proyecto nr 3738
    -¿Ha traído alguna batería para que este tribunal la pueda probar?
    -Bueno, verá, ejem.. batería lo que se dice batería no tenemos ninguna pero le aseguro que en el laboratorio hemos hecho unas pruebas y...
    -¡SIGUIENTEEEEE!!

    • +1000000

      JAJAJAJA, muy bueno, simplemente necesitan unos 20 milloncejos para seguir investigando y lanzar los primeros prototipos que se presentarían en 2027.

      Ojo, si todo va según la Hoja de Ruta, puede haber demoras de +-2 años y segunda ronda de financiación con otros 15 o 20 milloncejos extras para presentar "algo" definitivo.

  • Habrá que esperar a ver qué dicen los especialistas, pero por lo menos dan datos y hay alguien de renombre detrás de esto.
    Si todo eso fuese cierto, aunque fuese más caro que las de Tesla podrían valer para los aviones eléctricos.
    Si es que 100kWh pesarían 67kg. Me da la risa floja.
    Tampoco mencionan el volumen. Supongo que sí reacciona con el aire tienen que tener ventilación entre lámina y lámina, no?
    Al final van a volver las puñeteras rejillas a los morros de los coches!

    • como q van a volver?
      si no se han ido!!!
      mira los morros de:
      jaguar i-pace
      mercedes-benz eqc
      audi e-tron
      polestar 2
      etc

      lamentables…

        • Ya lo dijo un youtuber:
          El BMW ix es un cochazo, pero no entiendo por qué lleva dos lápidas en el morro...

      • Anda pues yo no le veo nada de antiestético a las rejillas frontales, si me dijeras el tubo de escape que no tiene función ninguna, pero la ventilación de los componentes siempre va a ser necesaria y no le veo la pega.

    • ¿Y como te crees que eefrigera sus baterias todos los coches que tienen un sistema termico con liquido?
      Pues tienen radiadores, y más de uno.
      Todo el moreo del Model S son radiadores.
      Y encima refrifrega correctamente para un uso normal, pero no para un uso intensivo....
      Las parrillas, desde hace decadas son puramente decorativas, los coches no las necesitas, las ponen porque quieren.
      Y no son necesarias desde que se inventaron los ventiladores electricos....
      Antes si eran necesarias porque los ventiladores eran a correa, o sea, estaban conectados al motor, y cuanto más rapido giraba el motor, más refrigeraba....
      Hace años que no es así.
      Y las tomas de aire se pueden poner abajo, y canalizar el aire, como tienen infinidad de coches.

      Y quien pone rejillas por cueationes estéticas (discutible, pero esa es otra cuestión) las seguira poniendo.
      Hadta que eecida no ponerlas más....
      Porque quiera....

    • Para los aviones electricos tiene el problemilla de necesitar oxigeno atmosferico (como la plla de Hidrógeno), y por tanto para volar a 11000 metros necesitaria compresores para obtener el oxigeno necesario , que se llevarian buena parte de la energia.

  • Los logros en laboratorio son solo eso, de laboratorio. Cuando haya un uso comercial de esas baterías entonces hablaremos de un avance real.

    Me acuerdo de unas baterías casi infinitas que usa la NASA para sus satélites, pero que nunca tendrán un uso comercial porque están hechas con diamante. Están genial todos los avances pero ya sabemos que puede tardar entre mucho y nunca en llegar a los hogares.

      • Pues claro, tengo un montón de herramientas de diamantes....
        Y no soy joyero.

      • Más que el diamante, pequeños diamantes y sobretodo polvo de diamante para herramientas de corte. Y no es barato de todas maneras.

    • Que va, no son con diamentes, son con plutonio....
      Y lógico que no se usen en la tierra...
      Aunque en realidad si se usan.

      Por cierto, el Nobel de quimica que les dieron a los tres por las baterías de litio era porque uno fue el descubridor en laboratorio, el otro simplificó el tema y al tercero las hizo comerciales....
      Así que tu me dirás si no tiene importancia el laboratorio....
      Ni idea tienes de las cosas que se estudian y lo que se tarda en sacarlo.
      Y lo que cambia la vida de la gente....

      Mi padre estudiabe el PET, con lo que se detecta el cáncer, en el año 1986....y están en uso en hospitales desde hace 15 0 20 años....
      Y se descubrió, en laboratorio en los años 50.....
      La teoría que permitió la vacuna del Covid, se está estudiando en laboratorio desde hace 30 años.....
      No desprecies lo que se estudia y descubre en un laboratorio....

      • +1. Algunos interpretan estas noticias irónicamente como "anuncio de la batería milagrosa de la semana" pero otros las leemos como "noticia sobre investigación en baterias". Entiendo que no tenga interés para todo el mundo pero al menos no hagan comentarios despectivos!

      • Lamento tu comprensión lectora. Tu mismo dices que investigaciones que han salido recientemente llevan muchas décadas investigándose, y eso es lo que destacaba, que algo que está en el laboratorio puede tardar muchos años en salir. Repetiste lo mismo que yo con otras palabras. Y tampoco menosprecio ninguna investigación, todas aportan conocimiento, incluso aquellas que aparentemente son absurdas y sin ningún tipo de utilidad. Edison nunca renegaba de sus fracasos, decia que había descubierto mil maneras de cómo no hacer una bombilla.

        • Mi comprensión lectora está bien.
          Eres tú el que ha puesto esto: "Los logros en laboratorio son solo eso, de laboratorio. Cuando haya un uso comercial de esas baterías entonces hablaremos de un avance real."

          Un logro en un laboratorio ES un avance real.
          Lo que se puede decir es que no sea un avance comercial, pero real lo es.
          No es una teoria.

          Una cosa muy diferente es que se toericen las diferentes capacidades de los distintos elementos, para saber por donde investigar, y la otra es que ya en laboratorio se obtengan resultados.
          Y en este caso ni siquiera es la primera vez, son resultados de los estudios de mejora de unas químicas.

          Y si has querido decir lo del segundo párrafo, pues no es lo que se entiende de lo escrito.

          • Sabes perfectamente que lo que se consigue en condiciones de laboratorio no implica que tenga aplicaciones viables fuera de él, y en caso de tenerlas puede pasar mucho tiempo hasta que se complete el desarrollo de las técnicas industriales que hagan posible su uso. O sea que sí, lo que se consigue en el laboratorio es solo un éxito de laboratorio, y mientras se quede en el laboratorio la humanidad no puede beneficiarse de ese logro. Ya puedes conseguir cualquier milagro en el laboratorio, sin una aplicación práctica, el efecto es el mismo que quedarte en la teoría.

            Cuando se habla de las propiedades del grafeno no es porque teóricamente se crea que las tiene, sino que es porque se han realizado muchos experimentos de laboratorio que así lo demuestran, pero aún no se ha logrado trasladar esos experimentos a escala industrial. Sin eso, el grafeno se queda como una prometedora materia de futuro. Creo que más claro no puedo ser.

          • Lo que no se logra con el grafeno es producirlo a escala industeial, no darle aplicaciones.
            Todo avance empieza por un logro "de laboratorio".
            Por supuesto no todos los logros ee laboratorio luego tiene aplicaciones comerciales inmediatas, algunos necesitan más tiempo y evolución y muchos se quedan ahí.
            Pero el tono de tu frase no es eso, es una frase donde das por hecho que todo descubrimiento de laboratorio no sirve para nada, porque no saldra de allí.

            Si no es eso lo que piensas, cómo lo estás diciendo ahora, te has expresado mal.

            De ahí mi respuesta.
            Y más cuando lo que presentan es una solución a ciertos problemas de la tecnología, y con tablas de datos y todo.
            ¿Saldrá !añana? Lo dudo, pero es un indicativo de que van por el buen camino.

          • ¿Gráficos y datos, dices? Pues, no. Solo dan algún dato, pero le faltan muchos otros. Y un gráfico lo puede hacer cualquiera, que cuando se trata de proyecciones no implica que se cumpla.

            En laboratorio se hacen los experimentos en condiciones controladas de oxígeno, humedad, temperatura, presión atmosférica... No sabemos en qué rango pueden trabajar estas baterías, qué tasa de pérdida de carga tienen, si se estropean con aire contaminado, si tiene distinto rendimiento a diferente altitud, etc. Te repito que es solo un éxito de laboratorio. Para que lleguen a la calle les queda un mundo.

            Eso de que "los descubrimientos de laboratorio no valen para nada" te lo sacas tú de la manga, porque en ningún momento he dicho eso. He puesto en contexto la noticia: "nos encontramos en el laboratorio", no se trata de una empresa que haya puesto un pack de baterías en un coche para comprobar que tal funcionan en condiciones reales de uso.

            Y lo del grafeno y tu comprensión lectora, ¿qué parte de "se han realizado muchos experimentos en laboratorio, pero no se han trasladado a escala industrial" no has entendido? Porque repites lo mismo con otras palabras, igual que antes.

    • “Solo eso”. ¡Mira qué cachondo!

      Los logros de laboratorio de hace 30 años son los que nos van a sacar de la mierda ahora.

      Sin logros de laboratorio ahora, dentro de 20 años nos quedamos como estamos.

      • Te harías cruces de la cantidad de cosas que funcionan en condiciones de laboratorio, pero no son viables fuera de allí. Y tú mismo lo dices, un logro de laboratorio puede tardar muchos años en salir a la calle, y muchos de los cuales ni siquiera llegan a salir del laboratorio. Yo, al menos, soy consciente de eso.

        Estas baterías ni siquiera tienen fecha de salida al mercado, así que, yo no las esperaría pronto. Además que se desconoce totalmente cuál sería el coste de fabricarlas en masa.

        • ¿Y tu propuesta cuál es? ¿Que dejen de hacer pruebas en laboratorios? ¿Que se dejen de publicar sus resultados?
          Mucho terraplanismo leo últimamente.

          • Mi propuesta es que no se tomen estas noticias como si fuéramos a tener estos avances mañana mismo en casa, que seamos conscientes de lo que hablamos. Y eso no tiene nada que ver con que se dejen de publicar noticias o se deje de investigar en laboratorio.

            Si por mí fuera, invertiría el presupuesto íntegro de defensa en investigación e I+D, el retorno del cual suele ser de 8 a 1. Con esto pagarías sanidad, pensiones, ERTEs, sacarías el país de la crisis y aún podrías duplicar el presupuesto de defensa. Pero llevamos décadas de atraso.

  • Y aquí les presentamos las baterías que desbancaran a los aviones térmicos, para los que creen que no llegarán, según los expertos con baterías de 1000w/kg ya serán posibles.

  • Bueno, pues genial... a ver si se traduce en algo comercializable!

    Mientras tanto a seguir esperando..

  • Al final alguna prosperará. Cuestión de tiempo. Espero que no sea mucho

    • Muchas siguen avanzando.. y muchas tendrán su salida comercial.. que no quiere decir que tengan que ver con la movilidad. Hay que recordar que casi tooodo va a tender a ser eléctrico.

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