Redacción
El flujo de iones de litio hacia y desde los ánodos de las baterías ha sido durante mucho tiempo un factor limitante en la cantidad de energía que las baterías de este tipo pueden contener utilizando materiales convencionales. Un flujo demasiado grande de iones de litio hace que los materiales del ánodo se hinchen y luego se encojan durante los ciclos de carga y descarga, causando una degradación mecánica que acorta la vida de la batería. En intentos previos para solucionar este problema, los investigadores desarrollaron partículas huecas que se adaptan al cambio de volumen causado por el flujo de iones de litio, pero su fabricación ha sido compleja y costosa.
Ahora, unos científicos han descubierto que ciertas partículas mil veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano forman espontáneamente estructuras huecas durante el ciclo de carga-descarga sin cambiar de tamaño, lo que permite un mayor flujo de iones de litio sin dañar los ánodos.
El equipo internacional de Matthew McDowell, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en Estados Unidos, hizo el descubrimiento utilizando un microscopio electrónico de alta resolución que permitió al grupo observar directamente las reacciones a escala nanométrica en la batería.
Esta capacidad espontánea de formar y rellenar reversiblemente partículas huecas durante el ciclo de la batería solo se ha visto en unos nanocristales de antimonio recubiertos de óxido que tienen un diámetro inferior a unos 30 nanómetros.
En la investigación se ha ensayado una nueva estrategia para almacenar más electricidad en las pilas de iones de litio. En el laboratorio de Matthew McDowell del Georgia Tech, se utilizaron pilas pequeñas para estudiar la formación espontánea de estructuras nanométricas huecas. (Foto: Matthew McDowell, Georgia Tech)
El hallazgo fue un tanto sorprendente porque los trabajos anteriores sobre materiales relacionados se habían realizado en partículas más grandes, que se expanden y encogen en vez de formar estructuras huecas.
El antimonio es relativamente caro y no se utiliza hoy en día para los electrodos de las baterías comerciales. Pero McDowell cree que el ahuecamiento espontáneo también puede ocurrir en materiales menos costosos como el estaño. Los próximos pasos en esta línea de investigación y desarrollo incluirán por tanto probar otros materiales e idear el camino hacia la incorporación de la nueva tecnología en pilas eléctricas comerciales.
Las baterías de iones de litio son hoy en día muy comunes en teléfonos inteligentes y otros dispositivos recargables.
[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]
