Hasta ahora los diseñadores de baterías podían elegir entre la densidad energética de las baterías de litio, o la enorme potencia de salida y capacidad de recarga ultrarrápida de los supercondensadores. Estos últimos limitados por su baja densidad energética. Pero ahora un grupo de investigadores ha publicado los resultados de una investigación que les ha permitido diseñar una batería capaz de cargar 60 veces más rápido que la de litio, pero con una densidad energética similar.
Los resultados de los trabajos de la australiana Graphene Manufacturing Group, han sido publicados y revisada por pares por la revista Advanced Functional Materials, que ha concluido que las celdas tenían “un rendimiento excepcional de alta velocidad (149 mAh g − 1 a 5 A g − 1), superando todos los materiales de cátodos AIB previamente probados.
La base de este a priori revolucionario diseño está en el uso de grafeno, al que han logrado hacer unos huecos donde almacenar átomos de aluminio en su interior. Una forma diferente de afrontar una combinación de grafeno-aluminio que está siendo seguido por un importante número de desarrolladores.
Gracias a este sistema, la densidad energética y capacidad volumétrica de las celdas se dispara respecto a los actuales trabajos, como el que está realizando la Universidad de Stanford, que recientemente ha presentado un prototipo de iones de aluminio y grafico natural con 68,7 Wh/kg, mientras que su espuma de grafito alcanza los 3.000W/kg.
Por su parte el equipo australiano ha logrado llevar estas cifras hasta los entre 150 y 160Wh/kg y 7.000W/kg.
El resultado con unas celdas que por un lado pueden cargar hasta 60 veces más rápido que una de litio convencional. Algo que en el caso de un dispositivo como un teléfono móvil permitirá recargar la batería en apenas 1 minuto.
Pero no se acaban aquí las enormes posibilidades ya que además estas baterías logran contener la temperatura de una forma extremadamente eficiente. Lo que se traduce en poder prescindir de los sistemas de refrigeración que complican el diseño de los packs de los coches eléctricos, y que en la actualidad se comen hasta el 20% del espacio de toda la batería. Un aspecto que tendrá su impacto también en el aspecto económico.
Por si esto no fuese ya suficiente, sus diseñadores ponen sobre la mesa dos aspectos clave para este prometedor desarrollo. Y es que su diseño no necesitará cambios en el diseño de las celdas ni en las líneas de producción de las propias baterías. Pueden ser albergados en los formatos actuales sin mayores problemas. Sin duda un aliciente enorme para las empresas a la hora de afrontar un cambio tan radical.
La otra cuestión es la relacionada con la sostenibilidad y la geopolítica. Esta batería no necesitará componentes exóticos ni costosos, como el cobalto o el cobre. Está formada básicamente por papel de aluminio, cloruro de aluminio y el líquido iónico es urea. Algo que reducirá la dependencia de la minería en África o los las tierras raras de China y que permitirá su producción en prácticamente cualquier parte del planeta.
Aspectos que completa que puede ser fácilmente reciclada al 100%. Una cuestión que permite cerrar un círculo productivo que reducirá el impacto ambiental de su producción.
¿Cuándo veremos esta gran promesa hecha realidad? Esa es la gran pregunta. Según los responsables del proyecto, en seis meses esperan tener los primeros prototipos funcionales en formato botón, y un prototipo en bolsa en 18 meses. Algo que les permitirá continuar posteriormente con el objetivo de levantar una línea de producción una vez los clientes validen el correcto funcionamiento de este nuevo tipo de batería.
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Fuente | Graphenemg
