Batería de iones de litio. Los últimos mese habré escrito docenas de veces esa palabra ya que las baterías de los coches eléctricos (y también de los coches híbridos e híbridos enchufables) optan por esa tecnología, ya que en la actualidad es la mejor solución para almacenar energía en los vehículos –y otros dispositivos– eléctricos. Pero tiene sus peros. Para empezar son caras, pero no sólo económicamente, sino que ambientalmente la extracción en grandes cantidades no es sostenible… y suele incendiarse de vez en cuando.

Por esta razón los científicos continúan investigando en la búsqueda de alternativas. Y una de las que puede tener sentido es la batería de metal de potasio.

¿Por qué el potasio? Pues es barato, abundante y además, muy fácil de trabajar con él, lo que redunda en costes de material y fabricación más bajos. Utilizando ánodos metálicos de potasio las baterías se pueden construir con densidades de energía (tanto en volumen como en peso) comparables a las que ofrece el litio.

El problema hasta ahora ha sido uno que sufren las baterías de litio: la formación de dendritas. Con el tiempo, a medida que la batería se carga y descarga una y otra vez, pedazos de metal (éter, litio o potasio) comienzan a adherirse al ánodo. Esto no sucede de manera uniforme, sino que comienzan a formarse pequeñas ramas puntiagudas, llamadas dendritas. A veces se alargan lo suficiente como para atravesar la membrana aislante que separa el ánodo del cátodo, y cortocircuitan la batería.

Ahora, un equipo de científicos del Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York dice que han desarrollado una técnica que puede limpiar estas dendritas del ánodo a medida que carga la batería durante la noche, evitando que se alarguen y causen problemas. Por ello apuestan por las baterías de potasio, baratas y con una larga vida útil.

La técnica que emplean suena extraña, porque esencialmente se trata de cargar y descargar a una velocidad alta. Es exactamente lo que se nos dice que no debemos hacer si queremos extender la vida útil de una batería de litio. Eso sí, al hacerlo bajo circunstancias controladas, los investigadores aseguran que pueden controlar con precisión el calor en la batería, elevándolo hasta el punto en que el potasio no se derrite, pero el metal se desvía lateralmente y alisa la dendrita que aparece.

¿Por qué no usar esa técnica en baterías de litio? Pues sencillo. Ya lo intentaron, allá por 2018, y funcionaba. Pero con el litio esta «autocuración» necesitaba temperaturas significativamente más altas.

«La idea es que, por la noche o cuando no esté usando la batería, un sistema de gestión de la misma aplicaría este calor local que haría que las dendritas se autocurasen», indica Nikhil Koratkar, profesor de ingeniería mecánica, aeroespacial y nuclear en Rensselaer y autor principal de esta investigación. «Las baterías de metal son la forma más eficiente de construir una batería. Sin embargo, debido al problema de dendritas, no han sido factibles. Con el potasio, hay más esperanzas».

Fuente: Rensselaer Polytechnic Institute
Más información: PNAS

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