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Imagen: Felipe Muhr

Científicos crean batería de litio-aire 10 veces más poderosa que las tradicionales

Por años, la batería de litio-aire ha sido descrita como la batería "del futuro" por su altísima densidad energética, pero diversos obstáculos han complicado su desarrollo. Científicos británicos han creado una versión que podría ser el gran paso que faltaba.

Por Francisco J. Lastra @efejotaele | 2015-11-09 | 17:13
Tags | ciencia, baterías, ion, energía

La batería que se descarga en menos de un día pronto podría ser nada más que una anticuada pesadilla. Esto porque la batería que hemos conocido casi toda nuestra vida -excepto por los seguidores de la onda vintage alcalina- la de ion-litio, tiene un sucesor y con buenos pergaminos.

Se trata de la batería de litio-aire, una tecnología del siglo pasado que, gracias a los avances de tecnología de materiales, ha recapturado el interés de científicos en los últimos años. Hace algunos días, científicos británicos dieron un gran paso que podría conducir a, finalmente, su maduración.

La eterna promesa

No, no se trata de aire hecho de litio ni nada tan futurista. De hecho, hace unos 50 años que se escuchó por primera vez el concepto, aplicado para baterías de auto, aunque su desarrollo no prosperó por falta de tecnología.

¿Cómo funciona una batería de litio-aire? Partamos con la batería tradicional de ion-litio que tienes ahora mismo metida en tu celular. Ésta se compone de un electrodo negativo, tradicionalmente de grafito; uno positivo, de óxido de metal; y un electrolito, que es sal de litio. El proceso de carga y descarga de la batería es básicamente iones viajando de un electrodo a otro.

La batería de litio-aire funciona de forma similar, pero con un importante cambio: reemplaza el electrodo positivo de óxido de metal por oxigeno puro, que reacciona con los iones de litio.

En teoría eso le permite tener una densidad energética entre 5 a 15 veces mayor que una batería de ión litio, siendo comparable, por kilógramo, al de la gasolina, lo que en la práctica significa que un celular que dura un día con una batería "ordinaria", duraría semanas con una de litio-aire del mismo tamaño.

Además, al reemplazar el óxido de metal por oxigeno, se logra reducir considerablemente el peso de la batería y su costo, siendo unas cinco veces más barata y ligera que la batería de ion-litio, como también las posibilidades de combustión. Y si hay algo que mata pasiones, es que de pronto tus bolsillos se incendien o peor, el interior de tu auto.

En la última década la tecnología disponible ha permitido volver a experimentar con un prototipo viable, pero el problema sin solución ha sido su poca eficiencia energética y ciclo de vida limitadísimo, factores claves para cualquier tecnología energética que quiera triunfar en el mercado. El reciente estudio, publicado por investigadores de la Universidad de Cambridge, podría cambiar todo eso.

¿El paso que faltaba?

Aditivos químicos que evitan el decaimiento de las celdas y un "esponjosito" electrodo de carbono son las claves que permitieron a los investigadores ingleses crear una batería de litio-aire con una eficiencia de sobre un 93%, capacidad para 2 mil ciclos de carga y una densidad energética 10 veces superior a la de una batería de ion-litio.

"Lo que hemos logrado es un avance significativo para esta tecnología y sugiere áreas completamente nuevas de investigación. No hemos solucionado todos los problemas inherentes a esta química, pero nuestros resultados sí muestran caminos hacia un dispositivo práctico", explica Clare Grey, profesora del departamento de químico de Cambridge.

Aunque prototipos prometedores abundan, el hecho de que hayan podido, finalmente, solucionar los problemas que por años han impedido la evolución de este tipo de batería, no es menor. "Hemos demostrado que hay soluciones para algunos de los problemas más duros asociados con esta tecnología", agrega Gray.

¿Cuántos tardaremos en disfrutar de estas baterías que dejarían con crisis de identidad al conejo de Duracell? Los científicos creen que se necesitarán al menos una década más para llevarlo al mercado masivo.

Los principales desafíos son evitar la formación de fibras de litio metálico llamadas dendritas, que pueden crecer lo suficiente como para provocar un cortocircuito, y luego está el tema del oxígeno. Para que la batería funcione debe reaccionar con este elemento, que abunda en el ambiente, pero mezclado con nitrógeno, dióxido de carbono y humedad, componentes que resultarían dañinos para la batería.

¿Seguirá siendo la eterna promesa? Quizá, pero también dicen que lo bueno tarda en llegar.

¿Crees que las baterías tradicionales serán reemplazadas pronto?

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Comentarios
Jaime Robertson | 2015-11-09 | 17:41
1
Interesante artículo. Explica bastante bien el problema que tienen las baterías. Si se quiere continuar, podría ser interesante contactar con Centro de Innovación del Litio.
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Ptx ... | 2015-11-09 | 17:53
1
el día que temo está cada vez más cerca,
pronto nos empezarán a cobrar hasta por respirar ...nos cobran el agua, la envasan, la revenden, nos cobran hasta por correr!!! insólito.
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Marco Canepa | Director Creativo | 2015-11-14 | 07:51
1
Tú aún puedes sacar agua de un río y beberla gratis, o beberla muy barato de la llave de agua. Tomar de una botella es decisión tuya. Lo que te cobran es filtrarla, embotellarla y dejarla a tu disposición en una góndola de supermercado.

También puedes correr gratis, nadie te obliga a inscribirte en una corrida, donde lo que pagas es por toda la organización del evento y tu kit.
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Ptx ... | 2015-11-24 | 23:10
0
no, no puedo, el día que me tome un trago del Mapocho, muero al instante, si intento sacar agua del Maule por ejemplo imposible, sus aguas están sobreexplotadas tienen 150% de su uso de agua entregada a privados, una làstima, con suerte me queda esperar la que cae de agua lluvia, aunque la que cae en Santiago es ácida
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Diego Contreras | 2015-11-09 | 20:25
1
muy interesante, pero últimamente he leído muchas notas de la bateria del futuro que resuelve todos los problemas. las que recuerdo son la batería de grafeno y la de "arena", y estoy seguro haber leído sobre un par más.

Bueno, sea cual sea la que finalmente llegue a nuestros aparatos, lo importante es que las baterías dejen de durar tan poco.

Y ojo, las aplicaciones no se limitan a nuestros aparatos. Muchas energías renovables tienen una fuerte dependencia para su viabilidad y costo con contar con baterías eficientes.
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Mauricio Melo | 2015-11-10 | 06:53
2
Una mezcla de oxigeno con algún gas noble ayudaría, argón quizás?, en cuanto a las dendritas, una malla de nanotubos de carbón podría permitir la permeabilidad del oxígeno, pero no permitir el paso del litio, por tener mayor tamaño molecular..
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Marco Canepa | Director Creativo | 2015-11-14 | 07:52
1
O_O

O sabes mucho del tema, o mientes muy bien XD... Quizás deberías contactarlos y proponer tus soluciones.
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Mauricio Melo | 2015-11-27 | 11:47
0
Me fascinan las baterías y todo lo relacionado con materiales para generar energía, de hecho, estaba hace un par de años jugando con una batería de Aluminio Aire, para ver como funcionaban en concepto :P
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Jaime Robertson | 2015-12-01 | 17:26
0
Hace tiempo que no le sigo el ritmo a las baterías, pero me parece que la gracia de las X-Aire es que sacarían el aire directamente de la atmósfera, por lo que usar mezclas de Oxígeno con lo que sea hacen que pierda gran parte de su encanto, ya que tendrías que pasar a tener una fuente de oxígeno puro para inyectar en la batería al momento de usarla.
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