De acuerdo a una nueva investigación publicada en Science Advances, un equipo de la Universidad de Monash, en Melbourne, afirma haber desarrollado la batería de litio y azufre "más eficiente del mundo", la cual puede "superar hasta cuatro veces" el rendimiento de las baterías tradicionales de iones de litio.
Las baterías de litio y azufre y no son nuevas, a día de hoy se usan para algunas tareas pequeñas en aviones y automóviles. Sin embargo, su uso está muy limitado debido a la naturaleza aislante del azufre, que hace que se degraden rápidamente y su vida útil sea inferior a las de iones de litio.
Una reconfiguración que ampliaría la vida de las baterías y su densidad
Las baterías de litio y azufre ofrecen hasta cinco veces más energía por peso, el problema está en su vida útil. Según estos investigadores, han logrado desarrollar un nuevo tipo de arquitectura para unir los componentes y así se pueda ampliar la eficiencia de la batería por más tiempo.
La Dra. Mahdokht Shaibani de la Universidad de Monash, y autora principal del estudio, declaró:
"Irónicamente, uno de los principales desafíos para la adopción masiva de las baterías de litio y azufre hasta ahora, ha sido que la capacidad de almacenamiento del electrodo de azufre es tan grande que no puede manejar el estrés resultante."
Según se explica en el estudio, la clave está en el material aglutinante que se encuentra en la matriz de carbono responsable de pasar electrones al azufre aislante. Este aglutinante polimérico mantiene a esos dos materiales juntos, y el estrés durante la carga provoca una ruptura en esta conexión que causa el rápido deterioro en el rendimiento de la batería.
El equipo de la Universidad de Monash mostrando su nueva batería.
Lo que han hecho estos investigadores en centrarse en este material, y en vez de usar el aglutinante para formar una densa masa con poco espacio libre, decidieron "dar a las partículas de azufre un poco de espacio para respirar".
Es decir, esta batería de litio y azufre ahora se basa en un agente aglutinante tradicional, pero procesado de forma diferente para formar enlaces puente fuertes entre la matriz de carbono y las partículas de azufre, lo que permite tener un espacio extra a medida que la batería se expande durante la carga.
De acuerdo a sus primeras pruebas, sometieron a la batería a 200 ciclos de carga y descarga mostrando una eficiencia de "más del 99%", algo que nunca antes se había visto en este tipo de baterías de litio y azufre. Ante esto, afirman que esta batería podría alimentar un smartphone durante cinco días continuos, o tener un coche eléctrico con hasta 1000 kilómetros de autonomía.
Adicional a esto, aseguran que esta batería de litio y azufre también representaría un coste menor de fabricación y un menor impacto medioambiental en comparación con las baterías de iones de litio tradicionales.
El proyecto cuenta con financiación del gobierno australiano y acaban de solicitar la patente por esta investigación. También tienen previsto realizar más pruebas hacia finales de año, entre las que se encuentra el almacenamiento de energía solar, esto con miras a comercializar su desarrollo a inicios de 2021.
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