Bateries noves tipus pàgina

2000/09/01 Azkune Mendia, Iñaki - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Elektronika

Les bateries convencionals que s'han utilitzat fins al moment tenen un elèctrode positiu i un elèctrode negatiu, tots dos estan submergits en una solució iònica o electròlit, que després subministra el circuit elèctric extern. Quan es tanca el circuit elèctric, els fluxos d'electrons van de l'elèctrode negatiu a l'elèctrode positiu mitjançant conductors elèctrics, generant així un corrent elèctric. Per a equilibrar el sistema, dins de la bateria, els ions positius van a l'elèctrode positiu al llarg de l'electròlit. Quan la bateria s'està carregant amb una font d'energia externa, es produeix un fenomen invers i es restaura l'emmagatzematge d'electrons amb elèctrode negatiu descarregat (la bateria es carrega).

Les bateries utilitzades en els cotxes elèctrics actuals inclouen elèctrodes de níquel i cadmi (Ni-Cd) o de níquel i hidrur metàl·lic (Ni-MH) submergits en electròlits líquids. No obstant això, el prototip del Massachusetts Institute of Technology o MIT no conté electròlit líquid. L'elèctrode negatiu és la fulla de liti i l'elèctrode positiu la fulla d'òxid de metall. L'electròlit és un polímer sòlid (una altra fulla) i no líquid.

És una raó per a triar el liti, ja que és el metall més lleuger de la taula periòdica. Però també genera tensions elementals superiors a 3 volts, és a dir, el doble que en les bateries de Ni-Cd i Ni-MH (de 1,23 volts). En conseqüència, amb el mateix nombre de cèl·lules elèctriques elementals s'obté el doble d'energia.

Les bateries de liti no són molt noves. Els investigadors porten treballant i preparant aquests treballs durant uns deu anys. Ara mateix, els telèfons mòbils i els ordinadors portàtils funcionen amb bateries de liti. A més, Nissan ha anunciat que enguany comercialitzarà als Estats Units el cotxe elèctric Altra EV.

El prototip del MIT també és de liti, però molt diferent. I és que els anteriors tenen electròlit líquid. En un dipòsit hi ha sals de liti on se submergeixen els dos elèctrodes, un d'òxid de liti i un altre de grafit. En el prototip del MIT no hi ha electròlit líquid (sinó polímer) i l'energia màssica és molt major.

L'energia màssica indica quant W.h (o energia) pot acumular-se en cada quilogram de bateria. En bateries de plom i àcid l'energia màssica és de 30 kWh, en bateries de Ni-Cd de 50 kWh, en bateries de Ni-HM de 70 kWh, en ions de liti de 100-140 kWh i en polímer de liti de 400 kWh segons el MIT.

No obstant això, existeix una barrera tècnica per a la fabricació d'aquesta nova bateria, ja que el polímer que actua com a electròlit funciona a una temperatura mínima de 60 °C. Els investigadors tracten de reduir aquesta barrera a temperatures més baixes. No obstant això, té grans avantatges. A diferència d'unes altres, aquesta bateria no conté cap líquid que pugui escapar i pot ser una bateria de qualsevol grandària i forma. A més, segons el MIT, l'autonomia del vehicle elèctric pot aconseguir els 600 quilòmetres dins de cinc anys.

Un altre camp d'aplicació del liti polimèric és el dels telèfons mòbils. S'utilitzaran bateries de 19 grams de pes i 3,5 mil·límetres de gruix en els telèfons mòbils.