¿Una batería para los coches eléctricos que dura 15 años?

Barcelona, 20 de mayo del 2021.- El periódico El Confidencial ha publicado un reportaje sobre la batería que dura 15 años y revolucionará el coche eléctricos. A continuación, un resumen de esta información:

Xin Li —profesor de Ciencia de Materiales del Colegio de Ingeniería y Ciencia Aplicada John A. Paulson de la Universidad de Harvard y líder del equipo de investigadores— afirma que “las baterías de estado sólido están consideradas como el santo grial de la química de baterías”. 

Hasta ahora, asegura, todo lo que la comunidad científica había intentado no ha funcionado, resultando en sistemas inestables que las hacen inviables para su uso comercial. Según muestra la investigación que acaba de publicar en la revista científica ‘Nature’, esta nueva tecnología de batería resuelve el problema de la estabilidad después de cuatro décadas de intentos. 

De hecho, va mucho más allá. Esta batería de litio-metal “puede cargarse y descargarse 10.000 veces” de forma extremadamente rápida y sin dañarse. Además, dicen que tiene mayor densidad energética. Es decir, puede almacenar mucha más energía que las de ion de litio usando el mismo volumen. 

Li afirma que, hasta ahora, el problema de las baterías de estado sólido está en las dendritas. Al viajar el cátodo al ánodo, los iones de litio crean dendritas, estructuras que parecen pequeñas raíces en miniatura. Estas raíces siguen creciendo con el tiempo en el electrólito. Este crecimiento termina por agujerear “la barrera entre ánodo y cátodo, lo que al final hace que la batería tenga un cortocircuito o prenda fuego”.

La solución al problema de las dendritas es contraintuitiva, dice Luhan Ye, un estudiante de doctorado que trabaja en el equipo de Li. Su solución a la inestabilidad no es intentar cortarla por lo sano, sino incorporarla al diseño de la batería. Para hacerlo, usan varias capas de materiales que, en principio, no detienen totalmente las dendritas. En vez de eso, primero las guían y finalmente las contienen, evitando que puedan pasar del ánodo al cátodo. Además, aseguran, su solución química hace que los agujeros creados por las dendritas se autorreparen. Los investigadores llaman a su diseño la batería BLT, por el clásico sándwich con capas de bacón, lechuga y tomate

La primera capa —el pan— es el ánodo de litio. La segunda es una capa de grafito, que sería la lechuga. Después va al primer tipo de electrólito —el tomate—, cuyo nombre es LPCSI. Este material, afirman, “es más estable con el litio, pero propenso a la penetración de las dendritas”. 

El segundo electrólito sería el bacón. El estudio dice que este componente químico —al que llaman LGPS— “es menos estable con el litio, pero parece inmune a las dendritas”. Así, estas crecen entre la lechuga y el tomate, pero se paran en el bacón. El bocata acaba con otra capa de tomate y, finalmente, el cátodo del pan del ánodo de litio. 

Este sándwich de capas de metal es lo suficientemente flexible y versátil como para producirlo a gran escala, afirma Li. Aunque todavía quedan por resolver un par de cuestiones, dice, no van a ser un problema para la fabricación industrial a un precio similar al de las baterías de ion de litio. 

Si al final llega al mercado, la batería de litio-metal de Li y su equipo tendrá tres grandes ventajas sobre las actuales. 

La primera es que su durabilidad y capacidad de autoreparación. Esto hará, dice Li, que los coches eléctricos solo necesiten reemplazar baterías en un plazo de 10 a 15 años. Esto pondría el coste de mantenimiento del vehículo a la par con los coches gasolina. 

La segunda es la velocidad de carga, que se reducirá a un tiempo de 10 a 20 minutos en un caso típico

Y, finalmente, la tercera ventaja está en la densidad energética, significativamente más alta que las de ion de litio. Al aumentar la densidad se amplía también la autonomía de los coches, manteniendo el mismo volumen de batería para ampliar el alcance. 

De llegar al mercado comercial, estas ventajas tendrán un profundo impacto en la industria, los conductores y el planeta en general. El hecho de doblar o triplicar la vida óptima de la batería tendrá una repercusión directa en los costes de propiedad y mantenimiento de los vehículos eléctricos. Además, conseguiríamos reducir drásticamente la gran huella de residuos tóxicos de las baterías de ion de litio, en su mayoría muy difíciles o imposibles de reciclar.

SETRAM

Expertos en Logística de Automoción para el Vehículo Terminado desde 1982

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