Los problemas de las baterías de iones de litio ya tienen solución

Los problemas de las baterías de iones de litio ya tienen solución

Rodrigo Alonso

Los problemas de degradación de rendimiento de las actuales baterías de iones de litio ya tienen solución, al menos aparente. Según investigadores de  la Universidad de Stanford y del Departamento de Energía del Laboratorio Acelerador Nacional (SLAC), si se utilizan nanopartículas de silicio agrupadas como las semillas de una granada (el fruto) en el interior de una corteza de carbono, el rendimiento después de 1000 ciclos de carga sigue estando al 97%.

Las baterías de iones de litio se degradan tras cada ciclo de carga, pero si se utilizan estos «ánodos granada» que hemos explicado antes, su rendimiento después de 1000 ciclos completos de carga se mantienen al 97% de capacidad, es decir, que su degradación es muchísimo menor. Según el profesor Yi Cui de la universidad de Standfor, «los experimientos muestran que el ánodo granada opera al 97% de su capacidad incluso después de 1000 ciclos de carga y descarga, lo que lo coloca dentro del rango óptimo para la actividad comercial».

Baterías granadas

El ánodo (el electrodo negativo) es donde se almacena la carga eléctrica de las baterías. Si éstos son de silicio, son capaces de almacenar hasta 10 veces más carga que los ánodos de grafito, los que se emplean actualmente en las baterías de iones de litio, pero hasta ahora tenían la desventaja de que el silicio es muy frágil y tiende a desmoronar su estructura durante los procesos de carga, reaccionando posteriormente con los electrolitos de las baterías formando una capa de suciedad que recubre los ánodos, degradando el rendimiento.

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En la imagen de arriba podéis ver una representación de cómo las nanopartículas de silicio están enclaustradas con carbono y dispuestas como las semillas de una granada, formando «racimos». Esta corteza de carbono mantiene firme la estructura a la vez que conduce la electricidad, por lo que reduce en gran medida las reacciones con los electrolitos de las baterías, aumentando así también su vida útil.

El resultado serían baterías con una mayor capacidad y duración tras numerosos ciclos de carga, lo que solucionaría los problemas de las actuales baterías de iones de litio. Pero todo lo bueno tiene su parte mala, y es que aunque ya han realizado experimentos con éxito, todavía se plantean dos problemas para que éste método resulte viable: el primero es que deben simplificar el proceso de fabricación, ya que actualmente es muy complicado y laborioso. El segundo problema es que conseguir las nanopartículas de silicio actualmente es muy caro, aunque ya han sugerido una fuente bastante económica para conseguirlo: el arroz, dado que su cáscara contiene un 20% de dióxido de silicio, y según los investigadores podrían transformarlas en nanopartículas de silicio con facilidad.

Fuente: SLAC.