Investigadores de Universidad de Fudan en China y del Technische Universität Chemnitz en Alemania han publicado los resultados del desarrollo de una nueva línea de investigación de baterías que apuesta por el uso de electrolito como solución acuosa como una fórmula que permite reducir de forma drástica los costes de fabricación, aumentar la densidad energética de las misma hasta la barrera de los 446 Wh/Kg, un mayor nivel de seguridad y permitir una mayor tolerancia frente a los ciclos de carga completos.
A grandes rasgos hablamos del empleo de agua tratada para desempeñar las funciones de electrolito en este diseño presentado. La problemática presentada por este diseño desde sus comienzos siempre giró alrededor de la acumulación de ciclos, ya que ante la reacción del ánodo descubierto de Litio con el oxígeno contenido en la solución acuosa de electrolito, se desencadenaba una reacción química de importante riesgo con el Hidrógeno como protagonista invitado (Hidróxido de litio). El nuevo desarrollo ha permitido eliminar esta reacción gracias a una nueva técnica.
Mejores prestaciones, mayor rendimiento y superior seguridad
Ante los problemas presentados por las primeras generaciones de baterías ARLB, aqueous rechargeable lithium battery, relacionados con la presencia de reacciones químicas que comprometían la estabilidad y ofrecían valores de densidad energética muy bajos, 30-40 Wh/Kg, la industria dejó el desarrollo de esta técnica en un segundo plano en favor de las soluciones de electrolito sólido y bases semisólidas conocidas como electrolitos de gel.
El diseño expuesto aquí soluciona los problemas ya mencionados recurriendo a un ánodo fabricado en una aleación metálica donde se contiene el Litio pero, que a diferencia de generaciones anteriores, emplea un recubrimiento a base de polímero conductor y electrolito sólido que permite mantener la conductividad entre ánodo y electrolito, sin que exista un contacto físico que desencadene la reacción química no deseada. Sólo los iones positivos son transferidos entre membrana y electrolito.
Hasta 300 Wh/Kg son valores prácticos aplicables
La diferencia de potencial máxima, tensión, registrada por las celdas es de 4 Voltios. El control térmico es otra de las grandes ventajas de esta tecnología gracias a las propiedades inherentes al empleo de una solución acuosa. El contacto directo con todos los componentes y la conductividad térmica permiten ofrecer una alta eficiencia en el control térmico, así como una mayor tolerancia a los esfuerzos térmicos como pueden suponer las recargas rápidas.
El estudio revela que la densidad energética máxima posible de esta solución podría alcanzar hasta los 570 Wh/Kg sobre la medición realizada en el propio ánodo de la batería. Pero lo realmente interesante, es que el estudio llega a hablar sobre valores prácticos teniendo en cuenta pérdidas por transformación y diversas variables, ofreciendo un valor de densidad energética final aplicable de alrededor de 300 Wh/Kg, lo cual seguiría suponiendo un importante avance de la tecnología frente a los 150 Wh/Kg de media que podemos encontrar hoy en día.
Fuente: GreenCarCongress
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