Por Íñigo Palacio
LA VOZ DE GOICOECHEA.- Investigadores de la Universidad australiana de Monash han logrado la base para alargar la vida de las baterías de litio.
La tecnología de las baterías de litio-azufre era inestable hasta que los científicos han endulzado la fórmula química.
En comparación con las baterías de iones de litio, las litio-azufre pueden almacenar hasta 5 veces más energía, son más baratas y sostenibles.
La tecnología detrás de las baterías de litio (Li-Ion) estaba comenzando quedarse atascada en su desarrollo de una mayor potencia que permitiese un aumento de la capacidad de almacenamiento de energía, así como sus diferentes aplicaciones en multitud de medios de transporte como los coches, los aviones o incluso los submarinos.
Ahora, investigadores de la Universidad de Monash (Melbourne, Australia) han dado un paso de gigante en una tecnología que está llamada a sustituir a las baterías de iones de litio: las baterías de litio-azufre (Li-S).
Desde la aparición de la tecnología hacia el año 2005, las baterías de litio-azufre prometían ser una revolución frente a las de iones de litio por varios factores como: mayor durabilidad, más económicas, mayor velocidad de carga y mayor sostenibilidad medioambiental.
En teoría, las baterías Li-S pueden almacenar hasta 5 veces más energía que las baterías de iones de litio, de las más comunes y utilizadas a día de hoy, según comentan los investigadores del Instituto de Energía de la Universidad de Monash en Nature Communications.
Pero las baterías Li-S también presentaban varios inconvenientes que frenaban su desarrollo. Una vez puestas en funcionamiento, la inestabilidad de reacción química de los materiales internos generaba un desgaste muy elevado en poco tiempo que como consecuencia tenía la muerte rápida de la vida útil de la batería.
La inestabilidad se reducía a que los electrodos positivos de azufre no podían relacionarse con el litio, lo que provocaba una corrosión en los electrodos de litio y por tanto se contaminaban.
Los investigadores de la Universidad australiana han logrado atajar este problema endulzando la fórmula química. El equipo de Monash ha utilizado un aditivo a base de glucosa en el electrodo positivo que les ha permitido estabilizar la fórmula y, por tanto, la tecnología de las baterías litio-azufre.
El investigador principal, el profesor Mainak Majumder del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial, asegura que "en menos de una década" la tecnología de las baterías Li-S puede estar presente en todo tipo de medios de transporte: coches, autobuses, camiones, aviones y hasta submarinos.
Majumder da por seguro que, con la tecnología de estas baterías, un autobús o un camión podría viajar entre Melbourne y Sídney —casi 900 km— sin tener que hacer altos en el camino para recargar la batería, como sucede en la actualidad.
El equipo investigador de la Universidad de Monash: Mahdokht Shaibani, Mainak Majumder, Matthew Hill, Yingyi Huang.
Universidad de Monash
¿Qué diferencia a las baterías de litio-azufre de las de iones de litio?
El funcionamiento de una batería litio-azufre es muy similar al de cualquier otra batería conocida. Únicamente cambian algunos de los materiales empleados en su fabricación y la relación química que hay entre ellos. Pero tal y como han comunicado los propios investigadores, este tipo de tecnología está llamada a ser un punto de inflexión para la industria de las baterías recargables.
Tanto es así que las baterías Li-S poseen una serie de características que las haría mucho más atractivas para este sector.
Su gran capacidad de almacenamiento de energía —hasta 5 veces más que una de iones de litio— elevaría significativamente su autonomía de uso. Sus aplicaciones para la movilidad eléctrica del futuro supondrían poder hacer viajes de varios cientos de kilómetros sin tener que parar a recargar las baterías cada 100-150 km.
La vida útil de la batería de litio-azufre superaría con creces a la vida útil actual batería de iones de litio, además de ser más segura, más ligera y más resistente. Los prototipos de celdas de almacenamiento construidos por el quipo investigador han demostrado que un uso habitual, en lugar de desgastar la batería, permite que esta tenga cada vez mayor autonomía, según sostiene Yingyi Huang, miembro del equipo investigador y estudiante de doctorado.
Los materiales utilizados en la fabricación de las baterías Li-S son mucho más respetuosos con el medioambiente que las actuales. Uno de los mayores inconvenientes de las baterías de iones era su alto volumen de emisiones en la fabricación. Huang informa de que la fabricación de las baterías de litio-azufre "no requiere de materiales exóticos, tóxicos ni tampoco caros".
Los tiempos de carga de las baterías de iones de litio siempre ha sido uno de los obstáculos que científicos e investigadores han intentado solventar con mayor o menos éxito. Por ejemplo, muchas de las electrolineras que hay en las carreteras de España no son de carga rápida, lo que alarga los tiempos de viaje.
Este inconveniente no existiría con las baterías Li-S gracias a que poseen una capacidad de recarga ultrarrápida que minimiza los tiempos de espera.
Multitud de sectores como la aviación o el transporte marítimo llevan años buscando soluciones o alternativas a los problemas de alta contaminación y emisiones que aumentan el efecto invernadero. Estas baterías podrían comenzar a ofrecer posibilidades reales para que salgan a la luz prototipos cada vez más eficientes de aviones eléctricos o barcos eléctricos.
Aunque se han solucionado muchos problemas hay que continuar con la innovación
La Doctora Mahdokht Shaibani, otra miembro del equipo investigador de la Universidad de Monash, dice que aunque han conseguido "resolver" muchos de los problemas que presentaban las baterías Li-S, todavía es necesario "innovar" en la tecnología, de cara a que ésta pueda tener todas esas utilidades en el futuro cercano.
Este programa de investigación ha sido apoyado por el Gobierno australiano a través de su ministerio de Industria, Innovación y Ciencia. También a contado con apoyo del sector privado por empresas como Cleanfuture Energy, Australia, una subsidiaria del Grupo Enserv.
La empresa Enserv Australia aspira a desarrollar y fabricar estas baterías en el país, el mayor productor mundial de litio. Su máximo dirigente, Mark Gustowski, ha anunciado que quieren entrar por la puerta grande en "el creciente mercado de los vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos". En el próximo lustro, la compañía energética quiere fabricar las primeras baterías de esta tecnología en Australia.
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El funcionamiento de una batería litio-azufre es muy similar al de cualquier otra batería conocida. Únicamente cambian algunos de los materiales empleados en su fabricación y la relación química que hay entre ellos. Pero tal y como han comunicado los propios investigadores, este tipo de tecnología está llamada a ser un punto de inflexión para la industria de las baterías recargables.
Tanto es así que las baterías Li-S poseen una serie de características que las haría mucho más atractivas para este sector.
Su gran capacidad de almacenamiento de energía —hasta 5 veces más que una de iones de litio— elevaría significativamente su autonomía de uso. Sus aplicaciones para la movilidad eléctrica del futuro supondrían poder hacer viajes de varios cientos de kilómetros sin tener que parar a recargar las baterías cada 100-150 km.
La vida útil de la batería de litio-azufre superaría con creces a la vida útil actual batería de iones de litio, además de ser más segura, más ligera y más resistente. Los prototipos de celdas de almacenamiento construidos por el quipo investigador han demostrado que un uso habitual, en lugar de desgastar la batería, permite que esta tenga cada vez mayor autonomía, según sostiene Yingyi Huang, miembro del equipo investigador y estudiante de doctorado.
Los materiales utilizados en la fabricación de las baterías Li-S son mucho más respetuosos con el medioambiente que las actuales. Uno de los mayores inconvenientes de las baterías de iones era su alto volumen de emisiones en la fabricación. Huang informa de que la fabricación de las baterías de litio-azufre "no requiere de materiales exóticos, tóxicos ni tampoco caros".
Los tiempos de carga de las baterías de iones de litio siempre ha sido uno de los obstáculos que científicos e investigadores han intentado solventar con mayor o menos éxito. Por ejemplo, muchas de las electrolineras que hay en las carreteras de España no son de carga rápida, lo que alarga los tiempos de viaje.
Este inconveniente no existiría con las baterías Li-S gracias a que poseen una capacidad de recarga ultrarrápida que minimiza los tiempos de espera.
Multitud de sectores como la aviación o el transporte marítimo llevan años buscando soluciones o alternativas a los problemas de alta contaminación y emisiones que aumentan el efecto invernadero. Estas baterías podrían comenzar a ofrecer posibilidades reales para que salgan a la luz prototipos cada vez más eficientes de aviones eléctricos o barcos eléctricos.
Aunque se han solucionado muchos problemas hay que continuar con la innovación
La Doctora Mahdokht Shaibani, otra miembro del equipo investigador de la Universidad de Monash, dice que aunque han conseguido "resolver" muchos de los problemas que presentaban las baterías Li-S, todavía es necesario "innovar" en la tecnología, de cara a que ésta pueda tener todas esas utilidades en el futuro cercano.
Este programa de investigación ha sido apoyado por el Gobierno australiano a través de su ministerio de Industria, Innovación y Ciencia. También a contado con apoyo del sector privado por empresas como Cleanfuture Energy, Australia, una subsidiaria del Grupo Enserv.
La empresa Enserv Australia aspira a desarrollar y fabricar estas baterías en el país, el mayor productor mundial de litio. Su máximo dirigente, Mark Gustowski, ha anunciado que quieren entrar por la puerta grande en "el creciente mercado de los vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos". En el próximo lustro, la compañía energética quiere fabricar las primeras baterías de esta tecnología en Australia.
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