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Científicos del Instituto de Tecnología de Illinois han desarrollado un nuevo diseño de una batería de litio-aire que puede almacenar por kilogramo unkilovatio-hora o más por carga. Esto significa cuatro veces más que las baterías de iones de litio que se utilizan actualmente en los automóviles.

Las baterías de iones de litio están en todas partes: en nuestros ordenadores, teléfonos móviles o coches eléctricos. Pero no tienen suficiente densidad de energía para impulsar los motores de vehículos pesados ​​como aviones. Además, si se cumplen las previsiones de EV en los próximos años, no habrá suficiente litio para producir las baterías necesarias. En Novaceno hemos visto varios diseños que prometen aumentar la capacidad de las baterías y mejorar la seguridad, como las baterías de estado sólido. La nueva batería desarrollada por investigadores del Instituto de Illinois combina las ventajas de las baterías de estado sólido y de litio-aire, que no solo aumenta su densidad, sino que permite más de 1.000 ciclos de carga prácticamente sin pérdida de capacidad.

¿Cómo funciona?

Según los investigadores, la idea surgió al tratar de crear una batería de estado sólido compatible con la tecnología de cátodo-ánodo que el equipo había desarrollado para sus baterías de litio-aire. Las baterías de litio-aire pueden almacenar más energía en un espacio más pequeño que las baterías de iones de litio, pero tienden a agotarse después de unas pocas cargas y requieren más energía para cargarse de la que generan. Para evitar esto, los investigadores eligieron una mezcla de polímeros y cerámica, que no son del todo efectivos por sí solos, pero se combinan para proporcionar la alta conductividad iónica de la cerámica y la alta estabilidad del polímero.

Para probar esta idea, el equipo realizó una serie de experimentos para mostrar cómo ocurre esta reacción. Los investigadores observaron que los nuevos componentes permitieron que el dióxido de litio, la clave para el rendimiento de la batería, se formara y descompusiera a alta velocidad y a temperatura ambiente. Según los investigadores, esta es la primera vez que esto sucede con una batería de litio-aire. "Descubrimos que este electrolito de estado sólido representa alrededor del 75 por ciento de la densidad de energía total", explicó Mohammad Asadi, profesor de ingeniería química en el Instituto de Tecnología de Illinois y autor principal de un artículo que detalla los hallazgos publicados recientemente en la revista. Ciencia. ... "Esto nos dice que hay mucho margen de mejora, porque creemos que podemos reducir el grosor sin comprometer el rendimiento, lo que nos permitirá lograr una densidad de energía muy, muy alta". Menos litio, más almacenamiento

El equipo también está trabajando para encontrar materiales que puedan reemplazar el litio en las baterías. Como dijimos en el Capítulo 3 de Control Z, "La fiebre de los vehículos eléctricos es un viaje a ninguna parte", no hay suficiente litio en el planeta para producir la cantidad de baterías necesarias para hacer la transición a los vehículos eléctricos. Las baterías de litio-aire tienen la ventaja de hacer un mejor uso de nuestro litio restante, pero aún no son suficientes para satisfacer la enorme demanda, dijo Asadi. Además, el investigador cree que su nueva batería podría estar fabricada con otros metales menos escasos y baratos. En este sentido, los investigadores buscan socios con empresas de la industria de las baterías para optimizar el diseño y prepararlo para la producción. "[La nueva] tecnología es un gran avance que abre muchas oportunidades para llevar estas tecnologías al mercado", dijo Asadi.

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