Un nuevo electrolito promete baterías con un rendimiento óptimo en climas fríos

Cuando llega el frío, el rendimiento de los coches eléctricos suele resentirse, viendo mermada su autonomía y extendidos sus tiempos de carga. Esto se debe tanto al mayor gasto de energía para calentar el habitáculo como a las reacciones químicas de la batería, que se ven ralentizadas.

Según bajan las temperaturas, va aumentando la resistencia del electrolito a la circulación de iones, lo que tiene un impacto directo en el alcance del automóvil. Por supuesto, este efecto varía con la química de las celdas: mientras que las baterías de litio son muy sensibles al frío, las de sodio suelen seguir funcionando de forma casi óptima.

Con este problema en mente, un equipo de científicos de los laboratorios nacionales Argonne y Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de Estados Unidos ha desarrollado un electrolito capaz de ofrecer un buen rendimiento a temperaturas bajo cero. Este electrolito «anticongelante» contiene flúor y ha mostrado un funcionamiento prometedor en sus primeros test.

Durante las pruebas de laboratorio, las celdas dotadas de este electrolito fluorado mantuvieron una capacidad de almacenamiento energético estable a lo largo de 400 ciclos de carga y descarga a -20º C. Los resultados muestran una capacidad equivalente a la de una celda convencional con un electrolito basado en carbonato a temperatura ambiente.

Este electrolito «anticongelante» muestra un rendimiento prometedor

«Nuestra investigación demostró cómo adaptar la estructura atómica de los solventes de electrolitos para diseñar nuevos electrolitos para temperaturas bajo cero», explica Zhengcheng «John» Zhang, químico senior y líder de grupo en la división de Ingeniería y Ciencias Químicas de Argonne. «Estamos patentando nuestro electrolito y buscando un socio industrial para adaptarlo a uno de sus diseños para baterías de iones de litio».

Otro punto destacado de este electrolito fluorado son sus elevados índices de seguridad, ya que no es inflamable. De acuerdo con los responsables de la investigación, su tecnología puede funcionar indistintamente en baterías de vehículos eléctricos, en sistemas de almacenamiento energético estacionario y en electrónica de consumo (ordenadores, smartphones, etc).

Los investigadores también determinaron a escala atómica por qué esta composición en concreto funciona tan bien. «Nuestro equipo no solo encontró un electrolito anticongelante cuyo rendimiento no disminuye a -4º Fahrenheit, sino que también descubrimos, a nivel atómico, qué lo hace tan efectivo». Aparentemente, se debe a la posición de los átomos de flúor dentro de cada molécula de solvente y su número.

Fuente | Argonne National Laboratory