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Baterías más estables y de carga más rápida con titanato de litiov

29 de diciembre de 2017

Aunque el agua y las baterías de ion de litio parezcan universos a años luz, un equipo científico acaba de dar con un compuesto líquido que podría aportar estabilidad a esta tecnología, además de acelerar el tiempo de carga.

“La mayor parte del tiempo, el agua es mala para las baterías de iones de litio no acuosas”, confirma Jun Lu, científico de baterías que ha participado en este proyecto impulsado por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), con el apoyo de la Universidad Tsinghua de Beijing y del Insituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

El resultado de años de trabajo lo anticipa el propio Jun Lu. “En este caso, puede ser francamente buena”, afirma sobre el agua. En ella o, más en concreto, en un innovador material para baterías de ion de litio -el compuesto líquido que han llamado hidrato de titanato de litio- se han centrado los expertos. Para ello, tuvieron en cuenta pasadas investigaciones en las que ya habían puesto el foco sobre el titanato de litio como candidato ideal para el ánodo. Las razones de este interés: su potencial para acelerar las cargas, para reforzar la seguridad de las operaciones en comparación con el grafito y, también, para alargar la vida útil de estos sistemas.

Para ello, no obstante, un paso era imprescindible: calentar el material del ánodo para expulsar por completo el agua. Sin esta parte del proceso, el agua reaccionaría con el electrolito y comprometería el rendimiento de las baterías. Sin embargo, los expertos notaron que al hacerlo a temperaturas de 500º se provocaban efectos indeseados en la estructura. Para sortear este escollo se optó por reducir la temperatura a 260º. Esta alternativa permitió extraer el agua próxima a la superficie, para retenerla en parte del material, ahora sí, sin alteraciones no buscadas.

Con eso se pasó a la fase de pruebas. En esta etapa, los resultados no arrojaron dudas sobre la potencialidad de este avance. Gracias a él, solo se detectó degradación una vez completados 10.000 ciclos. Además, también se apreciaron notables avances en cuanto a la aceleración de la carga de las baterías. Menos de dos minutos fueron necesarios para completarla.

En la base de estos avances está el proceso de transformación en la composición y la estructura del material inicial, como puede verse en este vídeo. Ahí, y en el agua que, al quedar atrapada en el material del ánodo, propicia mejoras del rendimiento al “promover la diversidad estructural y formar nanoestructuras“. Así, estos descubrimientos sobre las bondades del agua, elemento presente en la naturaleza y común en la síntesis química, podrían dar un giro inesperado en la fabricación de las baterías de litio.

+ Información: ecoinventos.com