Un equipo de investigadoresn estadounidense está desarrollando una batería de litio-aire con electrolito sólido, que podría revolucionar la tecnología del sector del almacenamiento de energía en la industria del automóvil y en otros campos relacionados con la movilidad o no, en los que se requiere mucha capacidad de varga que aporte autonomía.

Así las cosas, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Illinois (IIT) y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos han desarrollado un nuevo diseño de batería de litio-aire que aspira a ofrecer un rango de conducción mucho más largo en comparación con la batería de iones de litio.

Este nuevo diseño a partir de litio-aire ofrecería una densidad de energía proyectada cuatro veces mayor que las baterías de iones de litio actuales y dispondría de un electrolito sólido que eliminaría el problema de seguridad de las baterías que actualmente monopolizan el mercado automotriz. De esta manera, esta batería tendría la densidad de energía proyectada más alta de cualquier tecnología de batería que se esté considerando para la próxima generación de baterías, más allá del ion de litio.

De esta forma, la nueva batería que salga de esta investigación podría permitir un rango de conducción mucho más largo para los vehículos eléctricos y mejorar el rendimiento de otros dispositivos eléctricos, aunque todavía se necesitan más investigaciones y pruebas antes de llevarla al mercado. En cualquier caso, el equipo de investigadores está emocionado por el potencial que esta nueva tecnología podría tener en el futuro.

La nueva batería, que fue probada durante mil ciclos y puede almacenar mucha más energía que las baterías de iones de litio comunes de la actualidad, cuenta con un esquema de celda de la batería con un ánodo de metal de litio, un cátodo a base de aire y un electrolito de polímero cerámico sólido (CPE). Durante la descarga y la carga, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo y luego de regreso.

El principal componente de esta batería de litio-aire es el electrolito sólido, que reemplaza la variedad líquida habitual, eliminando así la tendencia al sobrecalentamiento y los incendios.

La química de la batería del equipo con el electrolito sólido podría potencialmente aumentar la densidad de energía hasta cuatro veces por encima de las baterías de iones de litio, lo que se traduce en un rango de manejo más largo.

De esta manera, esta nueva tecnología podría ser aplicable a la aviación, teniendo en cuenta que se trata de la densidad de energía proyectada más alta de cualquier tecnología de batería que se esté considerando para la próxima generación de baterías más allá de las de iones de litio.

Este nuevo diseño es el primero que ha logrado una reacción de cuatro electrones a temperatura ambiente, y además, funciona con oxígeno suministrado por el aire del entorno circundante, evitando así la necesidad de tanques de oxígeno para operar, un problema que preocuaba durante los diseños anteriores.

El electrolito sólido de esta batería está compuesto por un material de polímero cerámico hecho de elementos relativamente económicos en forma de nanopartículas, que permite reacciones químicas que producen óxido de litio (Li2O) en la descarga. La reacción química del superóxido o peróxido de litio sólo involucra uno o dos electrones almacenados por molécula de oxígeno, mientras que la del óxido de litio involucra cuatro electrones.

El equipo de investigación espera que este diseño de batería sea capaz de mantener su rendimiento incluso después de miles de ciclos de carga y descarga, aunque todavía hay algunos desafíos técnicos que deben superarse antes de que esta batería de litio-aire pueda ser comercializada.

En cualquier caso, el equipo de investigadores se ha mostrado optimista sobre el potencial de su trabajo para impulsar la próxima generación de vehículos eléctricos y otros dispositivos eléctricos.