Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge, del Departamento de Energía de Estados Unidos, ha desvelado un nuevo proceso de fabricación de cátodos que reduce los costes y el impacto ambiental.
El nuevo método de síntesis hidrotermal de los investigadores pertenecientes al Oak Ridge National Laboratory estadounidense promete cátodos mucho más económicos y también ecológicos.
Así lo ha afirmado el propio centro de investigación, que ha dado a conocer los hallazgos realizados en los últimos meses y que permitirán baterías más asequibles gracias a un proceso más rápido y eficiente.
Es necesario mejorar los métodos de fabricación de cátodos
Como seguramente ya sabes, las baterías necesitan tres componentes principales: cátodo, ánodo y electrolito. Este último actúa como conductor para que se produzca la transferencia de electrones entre los dos primeros, produciéndose así electricidad a través del proceso de reducción-oxidación.
Pero los cátodos actuales se fabrican con materias primas críticas, muy caras y limitadas, cuya extracción influye negativamente en el medio ambiente. Hablamos, por ejemplo, de un metal raro como el cobalto o el níquel. Pero también de los agentes químicos necesarios para la elaboración de cátodos.
El amoniaco es el principal y se requiere en grandes cantidades. Se trata de un producto tóxico que aumenta los costes y genera preocupaciones sanitarias y medioambientales, demandando además una gran cantidad de agua para reducir su acidez.
El nuevo método de fabricación de cátodos
Los investigadores del Oak Ridge National Laboratory son conscientes de los problemas que plantean los cátodos para baterías de la actualidad. Por eso, han trabajado para encontrar modos mejores de hacerlo.
De ahí nace este nuevo método, que según sus creadores es más limpio, más barato y también más eficiente. ¿En qué consiste? En un enfoque de síntesis hidrotermal. Es decir, en lugar de agitar continuamente los materiales del cátodo con productos químicos en un reactor, el cátodo se cristaliza utilizando materiales disueltos en etanol.
Este componente es más seguro de almacenar y de manejar que el amoniaco, pudiendo además ser destilado y reutilizado posteriormente.
«Este novedoso proceso ofrece la ventaja clave de mover la industria de cátodos a una producción más limpia y competitiva en costes, al tiempo que supone menos carga para nuestro medio ambiente», declara Ilias Belharouak, investigador principal del proyecto.
Cátodos más rápidos y mejores
ORNL indica que el método de síntesis hidrotermal también es más rápido, ya que el tiempo requerido para elaborar las partículas y preparar el siguiente lote de cátodos se reduce de unos días a 12 horas.
Rachid Essehli, investigador principal del proyecto, también señala que el material producido dispone de partículas más uniformes, redondas y compactas, por lo que resultan ideales para elaborar un cátodo. Además, sus propiedades son similares a las de los cátodos basados en cobalto, por lo que el rendimiento no se ve afectado y pueden integrarse en las baterías ya existentes.
«Este material de cátodo puede dar más energía y disminuir el coste de las baterías de automóviles eléctricos», afirmó Essehli. El ORNL informa de que la patente de este nuevo método para fabricar cátodos está pendiente de patente, pero que dicha tecnología ya está lista para integrarse en la producción comercial.
