Varias veces más energía a igual peso, el futuro de las pilas de ión-litio ofrecido por un singular “papel” hecho de silicio

Unos científicos han desarrollado un novedoso material parecido al papel, hecho a base de nanofibras de silicio 100 veces más delgadas que el grosor de un cabello humano, para pilas de ión-litio. Tiene el potencial de aumentar varias veces la energía específica, o cantidad de energía que puede ser suministrada por unidad de peso de la batería. Este avance puede beneficiar mucho a infinidad de aplicaciones, desde baterías de automóviles eléctricos hasta pilas para dispositivos electrónicos domésticos.

Mihri Ozkan, Cengiz S. Ozkan, Zach Favors, Hamed Hosseini Bay, Zafer Mutlu, Kazi Ahmed, Robert Ionescu y Rachel Ye, de la Universidad de California en Riverside, Estados Unidos, produjeron las nanofibras usando una técnica conocida como electrohilado.

Los ánodos de pila de ión-litio producidos de forma convencional están hechos usando papel de cobre recubierto con una mezcla de grafito, un aditivo conductor, y un polímero de pegado. Pero dado que el rendimiento del grafito ha sido casi explotado del todo, muchos investigadores están ya experimentando con otros materiales, como el silicio, que tienen una capacidad específica, o carga eléctrica por unidad de peso de la batería, casi 10 veces más alta que la del grafito.

Imágenes obtenidas mediante microscopio electrónico de barrido que muestran lo siguiente: a): nanofibras de dióxido de silicio después de secarse, b): nanofibras de dióxido de silicio bajo un gran aumento, c): nanofibras de silicio después del grabado, y d): nanofibras de silicio bajo un gran aumento. (Fotos: UC Riverside)

El problema con el silicio es que sufre de una expansión notable del volumen, lo cual puede degradar rápidamente la pila. La estructura de nanofibras de silicio creada en el laboratorio de Ozkan evita este problema y permite que la batería pueda ser recargada cientos de veces sin una degradación significativa.

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