Extracción de energía a partir de aire.


Desde que se pusieron a la venta en 1991, las baterías de iones de litio han evolucionado en gran medida. Su valor a escala mundial podría alcanzar los 30.000 millones de euros para 2019, lo cual no sorprende ya que se emplean en casi todo tipo de industrias y dispositivos, como los de almacenamiento de energía, los teléfonos móviles inteligentes y los automóviles eléctricos. No obstante, las máquinas precisan cada vez más energía y la ingeniería estudia alternativas con una mayor capacidad de almacenamiento. Una de estas alternativas es la tecnología de litio-aire, esto es, baterías que cuentan con un ánodo metálico y un cátodo basado en aire que constantemente extrae oxígeno de su entorno.

Esquema de funcionamiento de una bateria litio-aire.

Esquema de funcionamiento de una bateria litio-aire.

“La ventaja principal de las baterías de litio-aire es su elevada densidad de energía, en teoría diez veces superior a la de las de iones de litio”, explicó el profesor Qiuping Chen, catedrático de la Universidad Politécnica de Turín y coordinador del proyecto STABLE. “El principal reto reside en ampliar su durabilidad, la cual se limitaba a cincuenta ciclos como máximo antes del trabajo realizado por el proyecto STABLE”. Esta cifra es ridícula si se compara con las de las baterías de iones de litio, las cuales pueden llegar a entre cuatrocientos y mil doscientos ciclos durante toda su vida útil.

Los responsables de STABLE se plantearon objetivos claros: aumentar la capacidad de cincuenta a entre cien y ciento cincuenta ciclos y demostrar este logro en celdas funcionales en un plazo de tres años en el contexto de las baterías para automóviles eléctricos, un mercado emergente. “El éxito del proyecto es absoluto en este sentido, pues hemos alcanzado 151 ciclos”, afirmó el profesor Chen. “Aunque su influencia sobre la autonomía del automóvil por ciclo depende sobremanera de la densidad de energía, el tamaño y la cantidad de células, pero confiamos en que dicha influencia sea importante”.

Para llegar hasta aquí, el profesor Chen y su equipo dedicaron su investigación a las tecnologías y los materiales del ánodo, el cátodo y el electrolito de las baterías y también investigaron técnicas de ensamblaje fundamentales para el rendimiento, el coste y el impacto medioambiental. “Mejoramos la vida útil y la ciclabilidad de las baterías de litio-aire por distintos medios. En primer lugar dimos con un proceso de catálisis bifuncional capaz de regenerar la batería con eficacia. A continuación protegimos el ánodo de litio contra la formación de dendritas mediante membranas y aumentamos la estabilidad del electrolito para mejorar la solubilidad del Li2O2 y evitar que el cátodo se obstruyese”.

El profesor Chen entiende que el éxito del consorcio radica en su naturaleza multidisciplinaria, pues cuenta con miembros especializados en la ciencia de los materiales, la electroquímica, el diseño de ensamblajes de baterías, etc., una característica que además contribuirá a la comercialización de sus resultados. “El proyecto científico supuso una investigación de la fase inicial de esta tecnología -concluyó el profesor Chen-. Logramos nuestros objetivos pero sólo los validamos a escala de laboratorio. Aún queda mucho por hacer antes de comercializar nuestras baterías, como por ejemplo los aspectos relacionados con la producción de materias primas y la mejora de las tecnologías y los equipos de las baterías de litio-aire”.

Fuente: MADRI+D

Tenemos tecnología que consume mucha energía, desde moviles hasta vehículos eléctricos, con esto parece que se soluciona el problema de la autonomía, ¿no creeis? Escribid a continuación vuestros comentarios.

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