Investigadores del Instituto Nacional de Materiales de Japón (NIMS) y Softbank Corp. han desarrollado una batería de litio-aire con una densidad de energía de más de 500Wh/kg, que es significativamente mayor que la actual. baterías de iones de litio.
En un artículo publicado en la revista Materials Horizons, el equipo científico detrás del desarrollo explica que esta batería puede cargarse y descargarse a temperatura ambiente y muestra las densidades de energía más altas y los mejores rendimientos de ciclo de vida jamás logrados.
Las baterías de litio-aire son celdas electroquímicas de metal-aire o químicas de baterías que utilizan la oxidación del litio en el ánodo y la reducción del oxígeno en el cátodo para inducir un flujo de corriente.
Los científicos creen que los dispositivos tienen el potencial de ser las últimas baterías recargables: son livianas y de alta capacidad, con densidades de energía teóricas varias veces mayores que las baterías de iones de litio disponibles actualmente.
Una vez que la tecnología alcance la etapa comercial, las baterías podrían usarse en drones, vehículos eléctricos y sistemas domésticos de almacenamiento de electricidad.
A pesar de sus densidades de energía teóricas muy altas, solo se ha fabricado y evaluado un pequeño número de baterías de litio-aire con altas densidades de energía. Este éxito limitado se atribuye al hecho de que una gran proporción del peso de la batería de litio-aire contiene componentes inactivos pesados, como separadores y electrolitos, que no participan directamente en las reacciones reales de la batería.
Con el objetivo de hacer avanzar la tecnología, NIMS y Softbank buscaron financiamiento de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón y en 2018, cofundaron el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas. El objetivo final es poner en práctica las baterías de litio-aire en estaciones base de telefonía móvil, Internet de las Cosas, estaciones de plataforma de gran altitud y otros sistemas.
Por lo tanto, comenzaron a desarrollar materiales originales para baterías que aumentaron significativamente el rendimiento de las baterías de litio-aire. Luego, idearon una técnica para fabricar celdas de litio-aire de alta densidad de energía y, finalmente, el grupo creó una nueva batería de litio-aire combinando estos nuevos materiales y las técnicas de fabricación.
La batería resultante exhibió una densidad de energía superior a 500 Wh/kg, sustancialmente más alta que las baterías de iones de litio actuales. En particular, la reacción repetida de carga y descarga se produce a temperatura ambiente. La densidad de energía y el ciclo de vida útil de esta batería se encuentran entre los más altos jamás alcanzados.
Para continuar construyendo sobre este éxito, el equipo actualmente está desarrollando materiales para baterías de mayor rendimiento y planea integrarlos en la batería de litio-aire recientemente creada con el objetivo de aumentar en gran medida el ciclo de vida de la batería.
