Los aviones y automóviles eléctricos de largo alcance pueden fabricarse con baterías metálicas estables

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia han descubierto cómo las baterías metálicas podrían convertirse en una alternativa práctica a las soluciones tradicionales de almacenamiento de energía. Estas baterías prometen proporcionar más energía con un peso más ligero.

Durante muchos años, las baterías de iones de litio han sido la opción preferida para el almacenamiento de energía moderno. Estas baterías se pueden encontrar en todo, desde lámparas y teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos.

Sin embargo, existe una demanda creciente de alternativas más potentes y eficientes a las baterías de iones de litio, especialmente con la creciente adopción de energía y electricidad limpias.

Han aparecido baterías metálicas que, en lugar de grafito, utilizan electrodos de metal litio. Estas baterías pueden proporcionar una densidad de energía mucho mayor, lo que podría hacer viables los aviones eléctricos.

Pero hay un problema: el litio es un material altamente reactivo, lo que significa que la vida útil de estas baterías será más corta.

Dirigido por el profesor Aleksandar Matek, el equipo de la Universidad de Chalmers utilizó rayos X 3D para monitorear en tiempo real el comportamiento del litio dentro de estas baterías. Descubrieron que durante la carga y descarga, el litio forma estructuras desiguales llamadas dendritas. Con el tiempo, estas dendritas debilitan la estabilidad y el funcionamiento de la batería.

Galvanoplastia al rescate

El equipo de investigación sugiere la galvanoplastia como solución alternativa. Este proceso crea electrodos metálicos dentro de la celda. El equipo afirma que este enfoque evita que el metal de litio reactivo interactúe con el medio ambiente y forme una capa superficial dañina.

«Trabajamos en un ambiente muy inerte, pero incluso allí el metal encuentra algo con lo que interactuar y se forma una capa superficial, lo que afecta el comportamiento del metal en la batería», dijo Joseph Riesel, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de Chalmers. Universidad y autor del artículo de investigación, en un comunicado.

Debido a que el electrodo se crea dentro de la batería, está protegido de impurezas, evitando reacciones no deseadas. Además, esto mejora el rendimiento y la longevidad de la batería.

Trazando un camino sostenible

El equipo de investigación de la Universidad Chalmers es parte de una iniciativa más amplia financiada por el gobierno llamada Compel. Este programa tiene como objetivo promover la investigación y la educación en el campo de la electrificación y la tecnología de baterías. Las implicaciones de sus hallazgos se extienden más allá del laboratorio.

«Este tipo de investigación básica es importante para allanar el camino hacia nuevos conceptos y tecnologías de baterías». Él dijo Aleksandar Matic, que también es director de Compel, destaca la importancia de la investigación para allanar el camino a nuevas tecnologías de baterías. «Sin él, sólo puedes experimentar cosas, como encontrar una dirección sin un mapa».

«A partir de aquí estamos sentando las bases para futuras innovaciones que contribuyan al desarrollo social sostenible. Las baterías ya forman una parte esencial de este desarrollo y su importancia aumentará en el futuro».

Una investigación realizada en la Universidad de Chalmers muestra cómo comprender la química de las baterías puede conducir a avances prácticos e impactantes. El equipo ha desarrollado estrategias para mejorar el rendimiento de las baterías metálicas aislando y analizando cada reacción dentro de la batería.

Los resultados del equipo fueron publicados en Revista de la Sociedad Electroquímica.