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23 mar 2017
Noticias
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Los investigadores han desarrollado un nuevo componente que podría eliminar el "talón de Aquiles" de su durabilidad en las baterías de litio-azufre.
En comparación con la batería de litio-ion común, las baterías de litio-azufre tienen ventajas importantes: Utilizan materiales más baratos y pesan menos. La célula de litio-azufre tiene casi el doble de la energía de una célula de iones de litio con el mismo peso, aportando una ventaja importante donde la densidad de energía es crítica, como en la electrónica portátil o en los automóviles.
Sin embargo, a lo largo de unos cuantos ciclos de carga y descarga, las baterías de litio-azufre se vuelven gradualmente inestables, y sus electrodos se descomponen.
En particular, los iones de litio reaccionan con el azufre para formar compuestos que migran y reducen la capacidad de la célula. "Cuando esto sucede, obstruyen la superficie e impiden que el litio alcance el cátodo", comenta Víctor Batista, profesor de química en la Universidad de Yale.
Los intentos realizados anteriormente para estabilizar las baterías de litio-azufre, implicaron revestimientos protectores que aumentaban el peso del dispositivo y reducian su rendimiento.
En un estudio publicado ayer en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias, Batista y sus colaboradores dieron a conocer una fina película de compuesto que aportaba durabilidad excepcional a las baterías de litio-azufre.
El equipo fabricó esta película a partir de grafeno y un dendrímero orgánico, un polímero que tiene una estructura de ramificación similar a un árbol. Los resultados mostraron que la película tenía un espesor medio de 90 nanómetros.
La película mantenía los compuestos de litio-azufre juntos en un lugar, impidiendo que se viertan en el electrolito y degradaran el rendimiento de la célula. Con este mecanismo, los científicos demostraron que eran capaces de extender el ciclo de vida de la célula de litio-azufre sin comprometer su rendimiento.
El coautor Jianbing Jiang, investigador postdoctoral del Instituto de Ciencias de la Energía de la Universidad de Yale, señaló que la película de compuesto estaba realizada con materiales comercialmente disponibles, lo que redundaría en un menor coste y simplicidad del proceso.
Los investigadores señalan que todavía están en las etapas preliminares de este trabajo y ahora mismo están trabajando en cómo mejorar aun más el rendimiento de las baterías de litio-azufre.
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Un nuevo diseño para baterias Litio-azufre más duraderas
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