Un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell ha creado unas baterías con ánodo de aluminio capaces de ofrecer una vida útil de 10.000 ciclos. El equipo ya había explorado en el pasado otros materiales de bajo coste para crear packs más asequibles; sin ir más lejos, con anterioridad trabajaron en baterías con ánodos de zinc.
Una de las principales ventajas del aluminio es que es un material muy abundante; además, es ligero y trivalente, por lo que tiene una capacidad de almacenamiento energético superior a otros metales. Su mayor problema radica en que tiende a reaccionar químicamente con los separadores de fibra de vidrio que dividen el ánodo y el cátodo, lo que provoca cortocircuitos.
¿La solución a este inconveniente? La creación de un sustrato de fibras de carbono que forma un enlace todavía más fuerte con el aluminio. Así, cuando la batería está completamente cargada el aluminio se deposita en la estructura de carbono mediante un enlace covalente. Esta técnica implica el uso de electrodos tridimensionales en lugar de bidimensionales.
El proyecto ha recibido el apoyo del Programa de Ciencias Energéticas Básicas del Departamento de Energía de Estados Unidos. Los miembros del equipo han hecho uso de las instalaciones del Centro de Investigación de Materiales de la Universidad de Cornell para llevar a cabo sus trabajos.
«Una característica muy interesante de esta batería es que solo se utilizan dos elementos para el ánodo y el cátodo, aluminio y carbono, los cuales son económicos y amigables con el medio ambiente. También tienen un ciclo de vida muy largo», afirma Jingxu (Kent) Zheng, uno de los autores del estudio publicado en Nature Energy.
«Aunque superficialmente diferente de nuestras innovaciones anteriores para estabilizar electrodos de zinc, el principio es el mismo: sustratos que proporcionan una gran fuerza termodinámica que promueve la nucleación; y el crecimiento descontrolado e inseguro del electrodo metálico se evita mediante fuerzas como la tensión superficial, que puede ser masiva a pequeña escala», añade por su parte Lynden Archer, uno de los líderes del equipo de investigación.
Fuente | Cornell
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