Llega la batería definitiva: el litio-oxígeno, que amenaza con desbancar a la gasolina

EP

• Posee más del 90% de eficiencia y, hasta la fecha, se puede recargar más de 2.000 veces y con una sola carta permite hacer un viaje de 666 km.
• Permitiría fabricar un coche eléctrico con una batería con una quinta parte del coste y del peso de las disponibles actualmente en el mercado.
• Los investigadores advierten de que aún debe pasar una década para poder alcanzar una versión perfeccionada.

Científicos han desarrollado en laboratario una batería de oxígeno de litio con muy alta densidad de energía, más del 90% de eficiencia y, hasta la fecha, se puede recargar más de 2.000 veces.

Las baterías de litio-oxígeno o litio-aire se han promocionado como la batería 'definitiva' debido a su densidad de energía teórica, que es diez veces mayor que la de una batería de iones de litio. Esta alta densidad de energía sería comparable a la de la gasolina y permitiría fabricar un coche eléctrico con una batería con una quinta parte del coste y del peso de las disponibles actualmente en el mercado para conducir de Londres a Edimburgo (666 kilómetros) con una sola carga.

Sin embargo, como es el caso de otras baterías de nueva generación, hay varios desafíos prácticos que deben abordarse antes de que las baterías de litio-aire se convierten en una alternativa viable a la gasolina.

Superar obstáculos

Ahora, investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado cómo algunos de estos obstáculos pueden superarse, y han desarrollado un demostrador basado en laboratorio de una batería de litio de oxígeno que tiene mayor capacidad, mayor eficiencia energética y una mejor estabilidad en los intentos anteriores.

Su demostración se basa en un electrodo altamente poroso de carbono hecho de grafeno (que comprende hojas de un átomo de espesor de átomos de carbono), y aditivos que alteran las reacciones químicas que trabajan en la batería, por lo que es más estable y más eficiente. Si bien los resultados, publicados en la revista Science, son prometedores, los investigadores advierten que una batería de litio-aire práctica sigue al menos a una década de distancia.

"Lo que hemos logrado es un avance significativo para esta tecnología y sugiere áreas enteras nuevas para la investigación: no hemos resuelto todos los problemas inherentes a esta química, pero nuestros resultados sí muestran rutas hacia un dispositivo práctico", dijo el profesor Clare Gris del Departamento de Química, autor principal del artículo de Cambridge.

Su equipo ha desarrollado una química muy diferente de los intentos anteriores para producir una batería de litio-aire no acuoso, basándose en hidróxido de litio (LiOH) en lugar de peróxido de litio (Li2O2). Con la adición de agua y el uso de yoduro de litio como 'mediador', su batería mostró muchas menos reacciones químicas que pueden causar que las células mueran, lo que la hace mucho más estable después de múltiples ciclos de carga y descarga.

Mediante ingeniería precisa en la estructura del electrodo, cambiando a una forma altamente porosa de grafeno, añadiendo yoduro de litio, y alterando la composición química del electrolito, los investigadores fueron capaces de reducir la 'brecha de tensión' entre la carga y descarga a 0,2 voltios. Un hueco de tensión pequeño es igual a una batería más eficiente y las versiones anteriores de una batería de litio-aire sólo han conseguido brechas de 0,5 - 1,0 voltios, mientras que 0,2 voltios es más cercano al de una batería de Li-ion, y la equipara a una eficiencia energética de 93%.