Esponjas de silicio para mejorar las pilas de ión-litio

Unos investigadores de la Universidad Rice y la empresa Lockheed Martin han encontrado una manera de fabricar múltiples ánodos de alta eficiencia a partir de una sola oblea de silicio. El proceso usa silicio para reemplazar al grafito como un componente en las baterías recargables de ión-litio.

El trabajo, dirigido por las investigadoras Sibani Lisa Biswal y Madhuri Thakur, ambas de la Universidad Rice en Houston, Texas, abre el camino hacia baterías más potentes y duraderas, para aplicaciones tales como la electrónica comercial y los vehículos eléctricos.

El silicio, uno de los elementos más comunes en la Tierra, es un candidato para reemplazar al grafito como el ánodo en las baterías. En un avance tecnológico anterior hecho por Biswal y su equipo, se comprobó que el silicio poroso absorbe 10 veces más litio que el grafito.

Como el silicio se expande cuando absorbe iones de litio, la configuración de tipo esponja le da espacio para crecer internamente sin degradar el rendimiento de la batería. Este campo de aplicación de las esponjas de silicio, con poros de una micra de diámetro y 12 micras de profundidad, ya se identificó en el 2010 por Thakur, Biswal y Michael Wong de la Universidad Rice, y Steven Sinsabaugh de la empresa Lockheed Martin.


En el nuevo trabajo, los investigadores descubrieron que el proceso electroquímico de grabado usado para crear los poros también puede separar la esponja del substrato, el cual se reutiliza entonces para fabricar más esponjas.

En la nueva investigación también han participado Roderick Pernites y Naoki Nitta de la Universidad Rice, así como Mark Isaacson de Lockheed Martin.