Los científicos aclaman nueva batería con 4 veces la densidad de energía del litio

Los científicos e ingenieros del centro de investigación tecnológica Argonne, con sede en EE. UU., dicen que han desarrollado una nueva batería que, según dicen, tiene cuatro veces la densidad de energía de las baterías de iones de litio.

Los investigadores del Instituto de Tecnología de Illinois (IIT) y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) dicen que la nueva batería podría alimentar un EV por más de mil millas (1600 km) y algún día también podría usarse para alimentar vehículos domésticos. aviones y camiones de larga distancia.

"El principal componente nuevo de esta batería de litio-aire es un electrolito sólido en lugar de la variedad líquida habitual", dice Argonne en un comunicado de prensa.

"ElLa química de la batería con el electrolito sólido puede 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 conducción más largo".

El miembro distinguido de Argonne, Larry Curtiss, dice que la batería de litio-aire tiene 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.

"Durante más de una década, los científicos de Argonne y otros lugares han estado trabajando horas extras para desarrollar una batería de litio que utilice el oxígeno del aire", dijo Curtiss.

Argonne dice que en diseños anteriores de litio-aire, el litio en un ánodo de metal de litio se mueve a través de un electrolito líquido para combinarse con oxígeno durante la descarga, produciendo peróxido de litio (Li2O2) o superóxido (LiO2) en el cátodo.

El peróxido o superóxido de litio se vuelve a descomponer en sus componentes de litio y oxígeno durante la carga. Esta secuencia química almacena y libera energía según la demanda.

Argonne dice que el nuevo electrolito sólido está compuesto por un material de polímero cerámico hecho de elementos relativamente económicos en forma de nanopartículas. Este nuevo sólido permite reacciones químicas que producen óxido de litio (Li2O) en la descarga.

"La reacción química del superóxido o peróxido de litio solo involucra uno o dos electrones almacenados por molécula de oxígeno, mientras que la del óxido de litio involucra cuatro electrones", dijo el químico de Argonne, Rachid Amine.

Argonne dice que el nuevo diseño de litio-aire es la primera batería de litio-aire que ha logrado una reacción de cuatro electrones a temperatura ambiente. También funciona con oxígeno suministrado por el aire del entorno circundante.

La capacidad de funcionar con aire evita la necesidad de que funcionen los tanques de oxígeno, lo que, según Argonne, era un problema con los diseños anteriores.

"Con un mayor desarrollo, esperamos que nuestro nuevo diseño para la batería de litio-aire también alcance una densidad de energía récord de 1200 vatios-hora por kilogramo", dijo Curtiss. "Eso es casi cuatro veces mejor que las baterías de iones de litio".

A modo de comparación, las nuevas celdas 4680 de Tesla tienen una densidad de energía de 272-296 Wh/kg y que se considera muy alta según los estándares actuales. Con 4 veces esa densidad, las nuevas celdas abrirían todo tipo de posibilidades, incluidos aviones que podrían volar más de 1000 km con una sola carga.

Daniel Bleakley es un investigador y defensor de tecnologías limpias con experiencia en ingeniería y negocios. Tiene un gran interés en los vehículos eléctricos, las energías renovables, la fabricación y las políticas públicas.