MIT trabaja en baterías más potentes y ligeras

Massachusetts Institute of Technology (MIT) está trabajando en baterías de aire-litio que podrían ayudar a generar baterías más potentes y ligeras que las disponibles actualmente. Yang Shao-Horn es profesor asociado del MIT de ingeniería mecánica. Según él, muchos grupos de investigación están tratando de mejorar las baterías de litio y aire. Pero tienen opiniones diferentes sobre los tipos de materiales de electrodos que se van a utilizar. Hay que tener en cuenta que los materiales de los electrodos son responsables de las reacciones electroquímicas que se producen en el interior de estas baterías.

>Las baterías de litio-aire, también conocidas como baterías de litio-oxígeno, funcionan según el mismo principio que las baterías de iones de litio. Actualmente, las baterías de iones de litio están inundando el mercado y se utilizan en la electrónica portátil y son uno de los principales competidores de los vehículos eléctricos. Las baterías de litio-aire tienen una gran ventaja sobre las baterías convencionales. Sus componentes principales no tienen los compuestos convencionales pesados. Tienen un electrodo de aire a base de carbono y con el flujo de aire estas baterías de aire son bastante ligeras, por lo tanto pueden ser utilizadas en la electrónica que a su vez puede ser mucho más ligera. Las baterías de litio-aire ofrecen una densidad de energía tres veces superior a la de las baterías convencionales. Se pueden utilizar fácilmente en dispositivos electrónicos y coches híbridos. Empresas de renombre como IBM y General Motors están detectando el potencial de las baterías de litio y aire, por eso están invirtiendo en importantes proyectos de investigación sobre la tecnología de litio y aire.

¿Cómo funcionan las baterías de litio-aire? Las baterías de litio-aire acoplan electroquímicamente un ánodo de litio al oxígeno derivado de la atmósfera. Su mayor ventaja es que su cátodo es un cátodo de aire basado en carbono en lugar de los compuestos convencionales pesados que se encuentran en las baterías de iones de litio. Esto culmina en una mayor densidad de energía porque el cátodo es más ligero y el oxígeno está disponible en los alrededores.

Yang, junto con algunos de los estudiantes y el profesor visitante Hubert Gasteiger, se están poniendo al día con los electrodos que tienen oro y platino como catalizadores. Los electrodos de oro o platino exhiben un mayor nivel de actividad que naturalmente conduce a una mayor eficiencia. Este trabajo puede abrir vías más amplias para experimentar con otros metales u óxidos metálicos que son más baratos que el oro y el platino.

Si estudiamos las propiedades químicas del litio podemos aprender que en forma metálica, el litio es altamente reactivo en presencia de incluso una pequeña fracción de agua. Pero esto no causará ningún problema de seguridad porque en las baterías de iones de litio actuales se utilizan materiales a base de carbono para el electrodo negativo. Shao-Horn explica que el mismo principio de batería se puede aplicar sin usar litio metálico. Pueden elegir grafito u otros materiales de electrodos negativos más estables, lo que hace que el sistema sea más seguro.

La estudiante de doctorado Yi-Chun Lu, que es la autora principal del trabajo, profundiza más. Explica que este equipo ha ideado una técnica para analizar la actividad de diferentes catalizadores en las baterías. Pueden considerar una variedad de materiales posibles como catalizadores. Ella dice, «Tal investigación podría permitirnos identificar los parámetros físicos que gobiernan la actividad catalizadora. En última instancia, seremos capaces de predecir el comportamiento de los catalizadores». Ahora los investigadores del MIT han hecho un gran avance que ayudaría al desarrollo comercial de las baterías recargables ligeras.