Investigadores de Stanford desarrollan batería que triplicaría su vida útil

Investigadores de Stanford desarrollan batería que triplicaría su vida útil

Se basa en el uso de litio puro en el ánodo de la batería, actualmente compuesto de grafito o silicio.

Tal como algunas patentes prometen innovaciones para la batería, como la carga inalámbrica, carga al caminar, extensores de batería, entre otros, además que el sistema operativo ayude a disminuir el consumo de batería significativamente, llegan aquellas que nos hacen creer en la máxima duración de esta pieza fundamental de nuestros dispositivos móviles.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford público un documento de su investigación en la cual desarrollan una batería de ánodos de litio puro, que sería protegida por una capa de carbono.

En el recurso se explica la constitución de la batería por tres componentes básicos: un electrolito para proveer electrones, el ánodo para descargar los electrones y el cátodo para recibirlos. Es decir, las baterías actuales de litio realmente son baterías de ion de litio, ya que este elemento se sitúa en el electrolito y no directamente en el ánodo, lo cual aseguraría una mayor eficiencia.

El problema es que el litio se vuelve inestable y ha sido el mayor problema en muchas investigaciones, pero no fue el caso del equipo a cargo de Yi Cui, profesor de Ciencias de los Materiales e Ingeniería. “De todos los materiales que alguien pudiese usar en un ánodo, el litio tiene tiene el mayor potencial. Algunos lo llaman el Santo Grial, “ dado que “es muy ligero y tiene la más alta densidad de energía, “ dijo el investigador.

Obtienes más poder por unidad de volumen y peso, lo que lleva a baterías mas ligeras y pequeñas con más poder.

Para entender mejor, comentamos acerca de los componentes de la batería, pero ahora hablaremos de su funcionamiento en términos sencillos. El ánodo se encarga de descargar los electrones y el cátodo recibe a los electrones que viajaron a través del circuito. Entre ellos se encuentra un electrolito, componente sólido o líquido cargado de iones de litio con carga positiva, los cuales viajan a través del ánodo y el cátodo. Por supuesto, en primera instancia son atraídos por el ánodo (carga negativa) y este se acumula de iones de litio. Sin embargo, el ánodo de la batería está compuesto por grafito o silicio, según la batería.

Es por eso que los investigadores desean utilizar un ion de litio puro en las baterías, pero el problema resiste en el aumento del tamaño del ion de litio mientras se acumula en el ánodo durante la carga. El grafito y el silicio también aumentan de tamaño, pero el silicio puro aumenta “virtualmente en infinito” relativamente a los otros materiales, según los invetigadores. Además, un ánodo de litio puro resulta ser muy inestable con el electrolito, que al contrario, aumenta su uso y reduciría la vida útil de la batería.

Para resolver todos estos problemas, el equipo desarrolló una capa compuesta por nanoesferas de carbono situada alrededor del ánodo de litio, siendo esta uniforme, flexible y no reactiva. La capa sólo mide 20 nanómetros de grosor y en cualquier caso protegería de la inestabilidad del uso de litio puro en la batería.

La eficiencia colúmbica de las baterías debe ser del 99.9% o más para poder ser comercializadas. Las baterías convencionales pueden alcanzar hasta un 96% de eficiencia, la cual decae hasta el 50% después de 100 ciclos de carga y descarga. En cambio, con el desarrollo de esta batería, la eficiencia llega al 99% aún después de 150 ciclos.

El desarrollo de esta batería de litio puro es muy viable, aunque para prevenir explosiones, como se ha dado el caso en algunos smartphones, el equipo se encuentra mejorando la capa de carbono para que sea capaz de resistir a cualquier reacción química y que esto contribuya a la siguiente generación de baterías de recargables.