La Universidad de Stanford desarrolla una técnica que logra revivir baterías degradadas

Un equipo de investigadores del Laboratorio de Aceleración Nacional SLAC, dependiente del Departamento de Energía y de la Universidad de Stanford, han encontrado una forma de revivir las baterías de litio cuando después de un determinado número de ciclos de carga y descarga han perdido capacidad. Una de las principales preocupaciones de los usuarios y en general de la industria.

Según el documento presentado por el equipo en la revista Nature, a medida que las baterías completan un ciclo, acumulan pequeñas «islas de litio inactivo» que se separan de los electrodos, lo que en la práctica supone la pérdida de capacidad de la celda.

El gran avance estaría en un proceso que permite hacer que este litio «muerto» se deslice hacia uno de los electrodos hasta que se reconecte, revirtiendo parcialmente el proceso de degradación y recuperando total o parcialmente la capacidad original.

Según Greg Stewart, del National Accelerator Laboratory:

Cuando una isla de metal de litio inactivo viaja al ánodo de una batería, o electrodo negativo, y se vuelve a conectar, vuelve a la vida, contribuyendo con electrones al flujo de corriente de la batería. La isla se mueve agregando litio metálico en un extremo (azul) y disolviéndolo en el otro extremo (rojo). Se podría impulsar el crecimiento de la isla en la dirección del ánodo agregando un breve paso de descarga de alta corriente justo después de que se carga la batería. La reconexión de la isla al ánodo aumentó la vida útil de la celda de prueba casi un 30%.

Para comprobar si la teoría se cumplía en una celda real, los técnicos del laboratorio fabricaron una celda óptica con un cátodo de óxido de níquel-manganeso-cobalto (NMC), un ánodo de litio, añadiendo una isla de litio aislada en el medio. Este dispositivo de prueba les permitió rastrear en tiempo real lo que sucede dentro de una batería cuando está en uso.

Descubrieron que la isla de litio no estaba «muerta» en absoluto, y respondió a las peticiones de la batería. Al cargar la celda, la isla se movió lentamente hacia el cátodo; al descargar, se arrastró en la dirección opuesta.

Es como un gusano muy lento que mueve su cabeza hacia adelante y empuja su cola hacia adentro para moverse nanómetro a nanómetro. En este caso, se transporta disolviéndose en un extremo y depositando material en el otro extremo. Si podemos mantener el gusano de litio en movimiento, finalmente tocará el ánodo y restablecerá la conexión eléctrica.

Un trabajo realmente prometedor que permitirá dar otro paso en la sostenibilidad de los sistemas por batería ya que antes de reutilizar y luego reciclar, podremos añadir un paso previo de recuperación de parte de la capacidad de la batería que como vemos supone la recuperación en los modelos de prueba del 30%.

Cifra que puede corresponder en el caso de un coche eléctrico medio a un kilometrje de en torno a los 100.000 o 120.000 kilómetros, momento en el que ese 70% de capacidad restante podría revivir en parte gracias a este proceso.

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