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

Relacionadas | Para Wall Street la tecnología de baterías de Tesla no tiene rival