Las baterías de sulfuro de litio y los autos eléctricos

Como parte de la estrategia global para mitigar las emergencias climáticas, la electrificación de los vehículos de transporte que se está emprendiendo presenta muchos desafíos. Uno de ellos es la necesidad de desarrollar baterías que nos puedan proporcionar una alta densidad energética.

Esto es debido a que debe ser apta no solo para vehículos eléctricos, sino también para camiones y aviones, así como otros vehículos pesados.  A medio plazo, marcas como Volkswagen, BMW, Toyota, Daimler, Ford o Hyundai ya están invirtiendo en baterías de estado sólido.

Esta se muestra como la opción más prometedora. Pero de ninguna manera es la única alternativa. De hecho, en teoría, existen otros tipos de baterías que nos garantizan una mayor densidad energética que estas últimas, lo que a su vez supera notablemente a las baterías de iones de litio que se utiliza actualmente en este campo.

La razón por la que la batería de litio es ideal para los autos eléctricos

La densidad de energía teórica de las baterías de sulfuro de litio es de 2600Wh por kg, que es mucho más alta que la densidad de energía propuesta por las baterías de estado sólido. De hecho, es por ello que las baterías de sulfuro de litio son consideradas el santo grial de las baterías.

Su densidad de energía teórica alcanza los 2600 Wh por kg, que es mucho más alta que los 500 Wh por kg prometidos por las baterías de estado sólid. Además, son el doble de la densidad de energía de las baterías de litio tradicionales.

Lo que se debe mejorar

Pero, hay varias razones por las que todavía no podemos contar con ellas. Una de ellas es que su fabricación es muy complicada, debido a que es difícil controlar la distribución de elementos químicos en las celdas que deben utilizarse en su producción.

Otra desventaja es que uno de los productos de la reacción química dentro de la batería es el polisulfuro de litio. Cuando entra en contacto con el electrolito, iniciará una reacción, reduciendo así la capacidad de la batería y acortando su vida útil.

Nanotubos de carbono pueden ser la solución para ello. Por esto, los Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa han desarrollado un nuevo material que ha resuelto en gran medida el problema de la rápida degradación de las baterías de sulfuro de litio.

Hace unos días, los resultados de su trabajo fueron publicados en la revista científica Nature Communications. Su sugerencia es muy interesante: introducir una estructura dentro de la batería para ralentizar su degradación y mejorar su rendimiento.

El material que diseñaron para producir este efecto es una "esponja" de nanotubos de carbono recubiertos con nitruro de titanio y óxido de titanio, sin necesidad de ahondar en los detalles más complejos.

El primero de estos elementos, el nitruro de titanio, puede acelerar la conversión de polisulfuro de litio en compuestos (Li2S2 \ / Li2S) con alta conductividad y alta estabilización de polisulfuro. Por otro lado, el óxido de titanio absorbe el exceso de polisulfuro de litio.

Según estos científicos, su estructura de nanotubos de carbono mejora la estabilidad de la batería, reduce el tiempo de carga y alarga su vida útil. Pero, en su artículo científico admiten que aún queda mucho trabajo por seguir afinando las baterías de sulfuro de litio.

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