Baterías nuevas tipo página

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

• Elektronika

Las baterías convencionales que se han utilizado hasta el momento tienen un electrodo positivo y un electrodo negativo, ambos están sumergidos en una solución iónica o electrolito, que luego suministra el circuito eléctrico externo. Cuando se cierra el circuito eléctrico, los flujos de electrones van del electrodo negativo al electrodo positivo mediante conductores eléctricos, generando así una corriente eléctrica. Para equilibrar el sistema, dentro de la batería, los iones positivos van al electrodo positivo a lo largo del electrolito. Cuando la batería se está cargando con una fuente de energía externa, se produce un fenómeno inverso y se restaura el almacenamiento de electrones con electrodo negativo descargado (la batería se carga).

Las baterías utilizadas en los coches eléctricos actuales incluyen electrodos de níquel y cadmio (Ni-Cd) o de níquel e hidruro metálico (Ni-MH) sumergidos en electrólitos líquidos. Sin embargo, el prototipo del Massachusetts Institute of Technology o MIT no contiene electrolito líquido. El electrodo negativo es la hoja de litio y el electrodo positivo la hoja de óxido de metal. El electrolito es un polímero sólido (otra hoja) y no líquido.

Es una razón para elegir el litio, ya que es el metal más ligero de la tabla periódica. Pero también genera tensiones elementales superiores a 3 voltios, es decir, el doble que en las baterías de Ni-Cd y Ni-MH (de 1,23 voltios). En consecuencia, con el mismo número de células eléctricas elementales se obtiene el doble de energía.

Las baterías de litio no son muy nuevas. Los investigadores llevan trabajando y preparando estos trabajos durante unos diez años. Ahora mismo, los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles funcionan con baterías de litio. Además, Nissan ha anunciado que este año comercializará en Estados Unidos el coche eléctrico Altra EV.

El prototipo del MIT también es de litio, pero muy diferente. Y es que los anteriores tienen electrolito líquido. En un depósito hay sales de litio donde se sumergen los dos electrodos, uno de óxido de litio y otro de grafito. En el prototipo del MIT no hay electrolito líquido (sino polímero) y la energía másica es mucho mayor.

La energía másica indica cuánto W.h (o energía) puede acumularse en cada kilogramo de batería. En baterías de plomo y ácido la energía másica es de 30 kWh, en baterías de Ni-Cd de 50 kWh, en baterías de Ni-HM de 70 kWh, en iones de litio de 100-140 kWh y en polímero de litio de 400 kWh según el MIT.

No obstante, existe una barrera técnica para la fabricación de esta nueva batería, ya que el polímero que actúa como electrolito funciona a una temperatura mínima de 60ºC. Los investigadores tratan de reducir esta barrera a temperaturas más bajas. Sin embargo, tiene grandes ventajas. A diferencia de otras, esta batería no contiene ningún líquido que pueda escapar y puede ser una batería de cualquier tamaño y forma. Además, según el MIT, la autonomía del vehículo eléctrico puede alcanzar los 600 kilómetros dentro de cinco años.

Otro campo de aplicación del litio polimérico es el de los teléfonos móviles. Se utilizarán baterías de 19 gramos de peso y 3,5 milímetros de espesor en los teléfonos móviles.