Avances para baterías de ion litio

2010/10/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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En los últimos tiempos se han publicado dos estudios que muestran un aumento significativo de la capacidad de almacenamiento de energía mediante el uso de componentes no habituales en baterías de ion litio.

En una de ellas, el electrodo de óxido de cobalto típico de las baterías ha sido sustituido por un nanofrío de carbono en el Instituto Tecnológico Massachussets (MIT). De este modo, han conseguido suministrar el cinco por ciento de la energía que pueden aportar las baterías de litio convencionales, lo que ha permitido que esta potencia se pueda suministrar hasta diez veces más rápido.

En las baterías de ion litio, los iones de litio con carga positiva se acumulan en el electrodo formado por grafitos durante la carga de las baterías y se desplazan del electrodo de grafito al electrodo de óxido de litio-cobalto. Forman enlaces químicos con los átomos de oxígeno del electrodo de óxido de litio-cobalto, dando lugar a una corriente eléctrica.

El electrodo generado en el MIT no serviría si los nanotubos de carbono estuvieran intactos, ya que los iones de litio no se unirían a ellos. Sin embargo, los investigadores han añadido diferentes tipos de compuestos con oxígeno a la superficie de los nanotubos, formando capas de nanofrío. Son capas muy porosas, es decir, ocupan una gran superficie los compuestos con oxígeno, lo que permite la unión de muchos iones de litio. Por eso pueden aportar energía entre cinco y diez veces más rápido que las baterías de litio convencionales.

En el otro estudio, investigadores del Laboratorio Nacional Pacific Northwest han descubierto que la adición de parafina y ácido oleico facilita la formación de nanoestructuras de fosfato de litio-manganeso tipo plato. La utilización de estos nanoplatos como componentes de los electrodos permite la introducción y extracción de electrones y iones de forma muy sencilla. De este modo, el material que por sí mismo no sirve como material de baterías se ha convertido en un magnífico depósito de energía.

De hecho, han comprobado que puede almacenar un 10% más de energía que los electrodos de fosfato de litio, utilizados habitualmente en coches híbridos y eléctricos.