Científicos de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), en Arabia Saudí, han descubierto que el nailon, un polímero común, podría mejorar significativamente las baterías de litio-metal, ya que actuando como aditivo en los electrolitos, ayuda a incrementar la seguridad, eficiencia y durabilidad de las baterías.
En dos estudios recientes publicados en la revista ACS Energy Letters y Energy & Environmental Science, investigadores de Arabia Saudí han logrado un avance significativo que podría aumentar la potencia y reducir el coste de las baterías de litio-metal mediante la incorporación de nailon en su diseño.
Este descubrimiento podría marcar una diferencia en la eficiencia energética y la sostenibilidad de las tecnologías de almacenamiento de energía, ya que además de sus bajas emisiones de dióxido de carbono, las baterías de litio destacan por su alta densidad energética y su ligereza en comparación con otros tipos de baterías.
Estas características han permitido su utilización en dispositivos electrónicos compactos, como teléfonos inteligentes, asó como en tecnologías aeroespaciales de bajo peso.
Las baterías de litio se dividen en dos categorías principales: baterías de iones de litio, que son las más comunes en el mercado y se utilizan en ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos; y baterías de litio-metal, que tienen una mayor densidad energética y se emplean en robótica, transporte eléctrico y otras industrias.
El caso es que su implementación a gran escala se ha visto limitada por problemas de seguridad y durabilidad, siendo el principal desafío de estas baterías de litio-metal la presencia de materiales corrosivos y peligrosos en su fabricación y operación, lo que conlleva reacciones parasitarias que reducen su eficiencia y seguridad.
En este contexto, los aditivos desempeñan un papel crucial en la estabilización de las interfaces de la batería, mejorando su rendimiento.
Ahora, los investigadores de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) han descubierto que el nailon, el mismo polímero utilizado en prendas de vestir, puede disolverse en una solución de litio suave y actuar como un aditivo eficaz en las baterías de litio-metal.
El resultado es una batería más eficiente, con una mayor vida útil y menos reacciones parasitarias, lo que podría traducirse en una tecnología de almacenamiento de energía más segura y asequible.
Además, los estudios demostraron que el nailon puede disolverse en disolventes más suaves de lo que se pensaba, facilitando su integración en los electrolitos de las baterías.
El nailon es un polímero sintético de la familia de las poliamidas, conocido por su resistencia, flexibilidad y ligereza, y usado ampliamente en la industria textil, automotriz e ingeniería, en productos como ropa deportiva, engranajes y cuerdas. Destaca por su durabilidad, resistencia a la abrasión y baja absorción de agua.
En relacion con este trabajo, Zhiming Zhao, científico postdoctoral de KAUST y autor del estudio, ha explicado que «los polímeros siempre han sido difíciles de disolver en electrolitos comunes de baterías. Realizamos un estudio intensivo de sus propiedades químicas y modificamos la estructura de solvatación para mejorar las interacciones«.
Por su parte, el profesor Husam Alshareef, director del Centro de Excelencia en Energía Renovable y Tecnologías de Almacenamiento (CREST) de KAUST, destacó que esta investigación podría acelerar la adopción de energías renovables y la descarbonización, y detalló que «nuestro equipo de investigación está comprometido con el desarrollo de soluciones de almacenamiento de energía más seguras y de mayor densidad para fomentar una transición hacia la sostenibilidad«.
Este avance en la tecnología de baterías podría jugar un papel clave en la expansión del transporte eléctrico y el almacenamiento de energía renovable, dos sectores esenciales para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y mitigar el impacto ambiental del consumo energético global.
