Se trata de un desarrollo basado en un material que acelera los ciclos de recarga y puede emplearse para impulsar vehículos eléctricos. Además, gracias a sus propiedades, esta batería de litio almacena energía por largos períodos.
La expansión de los autos eléctricos crece día a día a nivel global, pero aún está muy lejos de ser una vía de movilidad de uso extendido. Esto se debe a una multiplicidad de factores que abracan desde su costo y avance tecnológico, hasta los hábitos incorporados en los conductores.
Este último punto incluye los tiempos de carga que demandan estas unidades y la autonomía que pueden alcanzar.
Hoy, alimentar la batería puede demorar horas y en las estaciones de servicio que ofrecen esta posibilidad suelen formarse filas en consecuencia.
Por otro lado, el almacenamiento energético es muy limitado y su rendimiento es menor al de los motores diésel.
“La ansiedad por la autonomía es una barrera mayor para la electrificación en el transporte que cualquiera de las otras barreras».
Sin embargo, estas cuestiones podrían quedar en el pasado a partir de un desarrollo realizado por ingenieros de la Universidad de Cornell.
El prototipo de la nueva batería para autos eléctricos
El equipo de la casa de estudios estadounidense creo una innovadora batería de litio que utiliza un ánodo de indio, un metal blando, que permitiría un suministro energético total en menos de cinco minutos.
Además de la mayor velocidad para completar el ciclo de carga, mantiene un rendimiento óptimo a lo largo de usos prolongados.
También es de gran ayuda en el ámbito de la tecnología de baterías, dando paso a nuevas perspectivas para dispositivos electrónicos más eficientes y sostenibles.
El proyecto fue supervisado por Lynden Archer, profesor de ingeniería y decano de la Facultad, quien señaló: “La ansiedad por la autonomía es una barrera mayor para la electrificación en el transporte que cualquiera de las otras barreras, como el costo y la capacidad de las baterías, y hemos identificado una vía para eliminarla utilizando diseños de electrodos racionales”.
“Si puedes cargar la batería de un vehículo eléctrico en cinco minutos, quiero decir, Dios mío, no necesitas tener una batería que sea lo suficientemente grande para un alcance de 300 millas (500 kilómetros). Puede conformarse con menos, lo que podría reducir el costo de los vehículos eléctricos y permitir una adopción más amplia”, agregó Archer.
Indio, el material clave
Cuando comenzó la iniciativa, el objetivo era crear diseños de electrodos de batería que se cargaran y descargaran rápidamente y funcionen durante períodos prolongados. Así, los investigadores se percataron que el ánodo de indio tenía una electrodeposición de litio suave, mientras que otros materiales de ánodo crean dendritas que afectan al rendimiento de la batería.
“Hemos identificado un material de ánodo de indio único que se puede combinar de manera efectiva con varios materiales de cátodo para crear una batería que se carga rápidamente y se descarga lentamente”, explicó Shuo Jin, estudiante de doctorado en ingeniería química y biomolecular.
Este elemento generó altas expectativas en los especialistas ya que cuenta con dos características que lo vuelven ideal como ánodo de batería.
En primer lugar, cuenta con una barrera de energía de migración extremadamente baja, que establece la velocidad a la que los iones se difunden en estado sólido.
Por otro lado, cuenta con una densidad de corriente de intercambio normal, algo que está relacionado con la velocidad a la que se reducen los iones de ánodo.
En combinación, ambas cualidades son esenciales para la carga rápida y el almacenamiento de larga duración.
“La innovación clave es que hemos descubierto un principio de diseño que permite que los iones metálicos en el ánodo de una batería se muevan libremente, encuentren la configuración correcta y solo entonces participen en la reacción de almacenamiento de carga”, dijo Archer.
“El resultado final es que en cada ciclo de carga, el electrodo se encuentra en un estado morfológico estable. Es precisamente lo que da a nuestras nuevas baterías de carga rápida la capacidad de cargarse y descargarse repetidamente durante miles de ciclos”, concluyó.
