Electrodos con un 80% de silicio recubiertos de polímero, la solución para lograr baterías más capaces, baratas y duraderas

Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Estados Unidos) ha desarrollado un recubrimiento de polímero conductor que podría dar lugar a baterías más potentes y duraderas. El revestimiento, que ha sido bautizado como HOS-PFM, conduce simultáneamente electrones e iones, lo que garantiza la estabilidad de la batería y altas tasas de carga/descarga, extendiendo además su vida útil.

«Este avance abre un nuevo enfoque para desarrollar baterías que sean más asequibles y fáciles de fabricar», explica Gao Liu, el científico sénior en el Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley Lab que dirigió el desarrollo de este novedoso material. Se calcula que HOS-PFM podría extender la vida útil de una batería de litio de 10 a 15 años de media.

Este recubrimiento permite el uso de electrodos con hasta un 80% de silicio, lo que se traduce en un incremento de la densidad energética de las celdas de al menos un 30%. El silicio es un material con un enorme potencial que, sin embargo, tiende a sufrir un rápido desgaste tras múltiples ciclos de carga/descarga, un problema al que aparentemente HOS-PFM pone remedio.

Por otro lado, es interesante señalar que el silicio es más barato que el grafito, por lo que como efecto colateral también se reduce el precio de las baterías. Durante los experimentos llevados a cabo por el equipo, HOS-PFM evitó significativamente que los electrodos de silicio y aluminio utilizados se degradasen, ofreciendo una tasa de rendimiento similar a la de los electrodos de última generación actuales.

El silicio es un material con un enorme potencial en el sector

HOS-PFM está hecho de un polímero no tóxico que se transforma a nivel atómico en respuesta al calor. Cuando se calienta a aproximadamente 450º C, se crean sitios vacíos «pegajosos» que «agarran» el silicio y el aluminio a nivel atómico. Las cadenas del polímero PFM luego se autoensamblan en hilos que funcionan como una suerte de autopista atómica, permitiendo que los iones de litio se unan a los electrones.

El objetivo actual es trabajar codo con codo con las empresas interesadas en esta tecnología para ampliar la producción de HOS-PFM de cara a su posterior fabricación en masa. Por el momento no se han dado fechas para su llegada al mercado. Los investigadores, que han compartido sus avances en la prestigiosa revista Nature Energy, confían en que sus descubrimientos permitan el desarrollo de vehículos eléctricos con más autonomía, más duraderos y más asequibles.

Fuente | Berkeley Lab