Baterías de litio-vidrio: tres veces más de capacidad energética y vida infinita
09 marzo 2020
John Goodenough, uno de los tres ganadores del Premio Nobel de Química de 2019 está desarrollando una nueva batería de iones de litio cuyo electrolito sólido está formado por cristales de vidrio mezclado con varios metales. El prestigioso investigador asegura que gracias a este material inorgánico, en su fase final de comercialización, esta batería podría soportar hasta 23.000 ciclos de carga y descarga, lo que supone prácticamente una vida útil infinita.
La empresa que está aportando los fondos para el desarrollo de estas nuevas baterías, Hydro Quebec, ha trabajado ya en otras ocasiones con el investigador estadounidense John Goodenough. El director del centro, Karim Zaghib, afirma que “Hydro-Québec fue la primera compañía en trabajar con baterías de litio reales en 1979”. En 1996 trabajó con Goodenough en la comercialización de la batería LiFePo4 similares a las de ion-litio, pero con un cátodo de fosfato de hierro-litio, que han sido muy utilizadas en baterías de 12 voltios y en algunos vehículos eléctricos.
A sus 97 años, y todavía como profesor activo en la Universidad de Texas, Goodenough ha contado con la colaboración de María Helena Braga, profesora de ingeniería en la Universidad de Oporto en Portugal. El electrolito de la batería, que permite que los iones viajen entre los electrodos positivo y negativo, es un vidrio sólido dopado con varios metales. A ello debe su mayor densidad de energía ya que es capaz de almacenar más en menos peso.
La nueva batería de litio-vidrio de sodio “es capaz de alcanzar tres veces la capacidad de almacenamiento de energía de una batería de iones de litio comparable”. En un documento publicado en 2018, en el que se referí a esta tecnología, el equipo que la ha desarrollado afirmaba que podría llegar a una vida útil de “hasta 23.000 ciclos de carga y descarga”, admitiendo además carga ultrarrápida. En comparación con ella, las baterías de Tesla desarrolladas por Jeff Dahn capaces son capaces de alcanzar los 4.000 ciclos de carga y descarga manteniendo el 90% de su capacidad energética.
El electrolito polimérico, es un compuesto orgánico con menor potencial que el electrolito sólido inorgánico.
La clave de las baterías sólidas: su comercialización
Las baterías en estado sólido son consideradas el futuro próximo de las baterías de litio, ya que son menos pesadas, más densas y mucho más seguras. Su gran reto está en si es posible su producción en masa a un precio razonable que permita su comercialización.
Los recursos financieros y humanos de una corporación tan grande como Hydro Quebec, cuyo lema es la innovación, junto con los avances logrados por Goodenough y Braga, ofrecen la oportunidad de realizar pruebas exhaustivas sobre estas baterías, lo que abre las puertas para lograr el objetivo de ponerlas en el mercado y ofrecérselas a un amplio abanico de clientes potenciales.
Hydro Québec ya trabaja con Mercedes-Benz
En febrero, Hydro Quebec anunció que está trabajando con Mercedes-Benz en una tecnología de batería de estado sólido diferente a esta, que se conocen como “baterías en estado sólido de segunda generación”, mientras que la nueva batería de litio se considera de “tercera generación”.
Zaghi, explica que la batería de Mercedes emplea un compuesto orgánico que podría ser por ejemplo, un polímero. Sin embargo, la de Goodenough “puede ser de ser de vidrio o de cerámica, en cualquier caso, será un compuesto inorgánico”. En este tipo de material, los iones se desplazan de un electrodo a otro más fácilmente. Potencialmente, esto se traduce en una mayor capacidad, una carga más rápida y una mayor vida útil.
Sobre la línea de tiempo para su desarrollo, Zaghi aseguró que durante los próximos dos años se culminará la fase de investigación y desarrollo y se pasará a la prueba de prototipos con el objetivo de escalar los materiales hasta su producción real.
