Las baterías de litio-azufre, más eficientes y eco-amigables, están cada vez más cerca de llegar a los usuarios

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Uno de los problemas que tienen los celulares inteligentes, a diferencia de los antiguos, es que sus baterías duran muy poco. Por eso, investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han desarrollado un componente de litio-azufre de alta potencia y ambientalmente seguro que podría alargar drásticamente la duración de las baterías. Su trabajo ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology.

"Las baterías comunes de iones de litio solo tienen una cierta capacidad", dijo el Dr. Kyeongjae  Cho, profesor de ciencia e ingeniería de materiales. "Y la mayoría de la gente quiere usar sus teléfonos por más tiempo", añadió. Muchos usuarios de teléfonos inteligentes están familiarizados con la vida útil de las baterías de iones de litio. A veces, una carga puede durar aproximadamente un día. Cho dijo que la mayoría estaría de acuerdo en que sería más conveniente si ese cargo dura una semana o más.

Cho, junto con el investigador asociado Dr. Jeongwoon Hwang, ambos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson, trabajaron con otros científicos para mejorar las baterías de litio-azufre, considerada por muchos como una evolución de las baterías de iones de litio.

Las baterías de litio-azufre son mejores para el medio ambiente 

Las baterías de litio-azufre tienen importantes ventajas sobre las baterías de iones de litio. Según Cho, son menos costosas de fabricar, pesan menos, almacenan casi el doble de energía que las baterías de iones de litio actuales y son mejores para el medioambiente.

"Una batería de litio-azufre es lo que la mayoría de la comunidad de investigación cree que es la próxima generación de batería", dijo Cho. "Tiene una capacidad de aproximadamente tres a cinco veces más alta que las baterías de iones de litio, lo que significa que si (uno) está acostumbrado a un teléfono que dura tres horas, puede usarlo de nueve a 15 con una batería de litio-azufre".

Pero las baterías de litio-azufre también tienen problemas. El azufre es un conductor eléctrico deficiente y puede volverse inestable con solo varios ciclos de carga y recarga. La descomposición de los electrodos es otra razón por la cual las baterías de litio-azufre no son convencionales.

Los científicos han intentado mejorar las baterías de litio-azufre colocando metal de litio en un electrodo y azufre en el otro. Sin embargo, el metal de litio a menudo es demasiado inestable y el azufre es demasiado aislante. Los científicos descubrieron una tecnología que producía una sustancia de nanotubos de azufre y carbono que creaba más conductividad en un electrodo y un recubrimiento de nanomaterial para crear estabilidad para el otro.

Cho y sus colegas investigadores descubrieron que el molibdeno, un elemento metálico utilizado a menudo para fortalecer y endurecer el acero, crea un material que ajusta el grosor del revestimiento cuando se combina con dos átomos de azufre, un recubrimiento más delgado que la seda de una telaraña. Encontraron que mejoraba la estabilidad y compensaban la mala conductividad del azufre, permitiendo así una mayor densidad de potencia y haciendo que las baterías de litio-azufre fueran más comercialmente viables.

"Esto era lo que todos estaban buscando, durante mucho tiempo. Ese es el gran avance. Estamos tratando de suprimir las reacciones secundarias. Es una tecnología de protección", dijo Cho. "Estamos llevando esto al siguiente paso y estabilizaremos por completo el material, y lo llevaremos a la tecnología comercial real y práctica", finalizó.

Aunque las energías renovables están creciendo a un creciente ritmo, su adopción masiva está limitada por la capacidad de las baterías para guardar la energía. Por eso en los últimos años, además de las baterías de litio-azufre, se están realizando experimentos con las baterías de sodio.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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