Las baterías de litio, usadas en ordenadores portátiles y teléfonos móviles, y actualmente las candidatas con más prestaciones para uso futuro en coches eléctricos, se están acercando a sus límites tecnológicos.
Pero unos químicos británicos dicen que existe una manera del hacer que este límite se rompa y la potencia de energía almacenada en este tipo de baterías sea inimaginable, sólo dejando que las mismas “respiren” oxígeno del aire.
Una batería de ion de litio estándar contiene un electrodo negativo de grafito, un electrodo positivo de óxido del cobalto de litio, y un electrólito hecho con sal del litio. Los iones de litio se mueven entre los dos electrodos durante la carga y la descarga, enviando electrones alrededor del circuito externo para accionar un adminículo en el proceso. El problema de este diseño, según Peter Bruce, profesor de la universidad de St Andrews, es que el óxido del cobalto del litio es muy abultado y pesado.
La principal barrera que se encuentra al intentar aumentar la densidad de energía de estas baterías es este electrodo positivo. Todos los estudios buscan una manera de aumentar la cantidad de litio almacenada allí, lo que haría que la capacidad de almacenamiento de estas baterías aumentase notablemente.
Respirar aire puro es la respuesta. Inspirados por las baterías del zinc-aire usadas en los audífonos que consiguen generar energía de la reacción del zinc con oxígeno del aire, Peter y sus colegas de las universidades de Strathclyde y de Newcastle, han comenzado a diseñar una batería del litio-aire, con una densidad de energía mucho más alta que las baterías de ion de litio existentes, ya que ya no contienen óxido de cobalto de litio.
En su lugar, el electrodo positivo se hace del carbón poroso y ligero, y los iones del litio se embalan en el electrólito que inunda el material esponjoso. Cuando se descarga la batería, el oxígeno del aire entra a través de una membrana en el carbón poroso, donde reacciona con los iones del litio, en el electrólito y en los electrones del circuito externo para formar un óxido sólido del litio en un proceso reversible. El óxido sólido del litio llena gradualmente los espacios de los poros dentro del electrodo del carbón recargando la batería. Pero cuando se recarga la batería el óxido del litio se descompone otra vez, lanzando los iones del litio nuevamente y liberando energía.
El nuevo diseño es como un híbrido de la célula del batería-combustible. Tal y como hace una pila de combustible, utiliza los reactivos fuera del sistema, mientras que como una batería tiene reactivos internos.
Bajo mi punto de vista esta batería de litio-aire tiene, de hecho, el potencial de generar un aumento de entre 8 a 10 veces más de energía que una batería de litio convencional, que ya es mucho. Sin embargo, todavía hacen faltan muchos estudios para entender completamente los procesos que ocurren en esta nueva batería.
Esperemos que este descubrimiento pueda convertirse en un producto comercialmente viable. Imaginaros lo que puede significar esto para el desarrollo de los coches eléctricos, vamos, creo que estamos viendo el futuro cada vez más cerca.
