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Jueves, 29 junio 2017
Ciencia de los Materiales

Baterías con vida más larga gracias a una clase de materiales baratos

Las baterías modernas energizan de todo, desde coches a teléfonos móviles, pero están lejos de ser perfectas: a veces se incendian, actúan pobremente cuando hace frío y tienen ciclos de vida relativamente cortos, entre otros problemas. Ahora, unos investigadores de la Universidad de Houston en Estados Unidos han descubierto que una nueva clase de materiales es capaz de solucionar muchos de esos problemas.

 

Los investigadores, liderados por Yan Yao, han usado quinonas, que son materiales baratos, abundantes y fácilmente reciclables, para crear compuestos estables de ánodo utilizables en cualquier batería recargable acuosa.

 

Esta nueva clase de materiales para ánodo, además de barata, es químicamente estable en el entorno corrosivo típico de muchas baterías.

 

Las baterías recargables acuosas, equipadas con electrolitos de bajo coste y no inflamables, basados en agua, son intrínsecamente seguras y proporcionan robustez y ventajas de coste sobre las baterías de ion litio competidoras, que usan electrolitos orgánicos volátiles. Sin embargo, hasta ahora todas las baterías recargables acuosas inventadas han sufrido la gran limitación de tener una vida corta, lo que las hace inadecuadas para aplicaciones donde no es práctico reemplazarlas frecuentemente.

 

El obstáculo ha sido el ánodo. Los actuales materiales para ánodo son de modo intrínseco inestables estructural y químicamente, lo que significa que la batería es solo eficiente durante un periodo de tiempo relativamente corto.

 

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Los investigadores han descubierto un nuevo tipo de material que ha resultado idóneo para lograr ánodos capaces de operar con eficiencia tanto en baterías de ácido como en alcalinas. Con estos nuevos ánodos, será factible disponer de baterías duraderas y seguras, capaces de funcionar en amplios rangos de temperatura. (Imagen: University of Houston)

 

Yan Yao y sus colegas trabajaron con quinonas, un material orgánico abundante que solo cuesta 2 dólares por kilogramo, y han demostrando sus beneficios en tres formulaciones.

 

Las diferentes formulaciones evidencian que los ánodos hechos con este tipo de material son muy eficaces tanto para baterías de ácido como para baterías alcalinas, como las que se usan en un coche, así como para las nuevas baterías acuosas de iones metálicos. Eso significa que el ánodo basado en quinonas funcionará sea cual sea la tecnología que, de entre las comentadas, predomine en el futuro.

 

El nuevo material también permite que las baterías actúen a lo largo de intervalos amplios de temperatura, a diferencia de las baterías acuosas convencionales, que fallan mucho si el tiempo es frío.

 

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