Científicos de Berkeley impulsan la capacidad de las baterías

Hace unos años, el equipo de Berkeley descubrió que ciertos tipos de material desordenado podían almacenar más litio cuando se usaban como cátodos que los actuales materiales “ordenados”. Hasta ahora, la investigación llevada a cabo con estos materiales no ha arrojado resultados concluyentes a pesar de los test basados en ensayo y error. No obstante, un estudio publicado la pasada semana en la revista Physical Review Letters describe una serie de criterios necesarios para la producción de estructuras desordenadas útiles para materiales catódicos.

“El descubrimiento de estos nuevos materiales desordenados ha sido posible gracias a procedimientos de ensayo y error y a la intuición”, explica Alexander Urban, autor principal del artículo. “Ahora, por primera vez hemos identificado un criterio único de diseño para predecir nuevas composiciones desordenadas. Este hallazgo crea una relación entre las especies químicas, la distorsión local de la estructura de cristales y la tendencia a crear fases desordenadas”.

Además de tener potencial para capacidades más altas que las tecnologías actuales de baterías de litio, los cátodos podrían permitir a los científicos trabajar con un mayor rango de materiales y evitar el uso del cobalto, un material relativamente raro que plantea muchos problemas en su cadena de producción. Según el laboratorio de Berkeley, ya se han fabricado materiales desordenados de cromo, titanio y molibdeno.

“Nos gustaría conseguir más libertad en las composiciones para poder modificar otros parámetros”, dijo Gerbrand Ceder, científico Senior en el Laboratorio de Berkeley. “También hay que optimizar muchas propiedades, hay mucho trabajo que hacer antes de llevar al estado comercial un nuevo material para fabricar baterías. Pero ahora tenemos la receta para crear estos materiales”.

 

Fluoración

 

El equipo de investigación de Ceder también ha publicado un nuevo avance en la tecnología de baterías de litio que demuestra que los materiales desordenados pueden también fluorarse, un proceso que aumenta su capacidad, mejorar su estabilidad y reduce el riesgo de incendios. Esta investigación se publicó en la revista Nature Communications.

“Los nuevos materiales catódicos son la línea de investigación más candente en la baterías de iones de litio”, explica Ceder. “Para mejorar los materiales de almacenamiento solo hay unas pocas opciones de investigación. Una son las baterías en estado sólido, y la otra es seguir optimizando la densidad energética de los materiales empleados en la fabricación de electrodos. No son opciones excluyentes, esta línea de investigación no se ha agotado en absoluto.”