Las baterías de un metal “masticable”, ¿el nuevo “oro” para las automotrices?

La ciencia está puesta a la orden de los avances tecnológicos, y la urgencia de cambiar la matriz productiva de las empresas automotrices obliga a que las firmas inviertan para generar conocimientos. En esa búsqueda se encuentran las multinacionales de algunos países, promovidas por políticas sectoriales o con el propio empuje privado.

En los últimos días se conoció que la comunidad científica realizó un importante descubrimiento que podría tener un impacto significativo en la carga de baterías de los vehículos eléctricos. Ante este avance, las innovaciones recientes en la composición química y diseño de las celdas llevaron al desarrollo de modelos capaces de cargar en tan solo cinco minutos, lo cual supera la velocidad de cualquier otra que, actualmente, se encuentre en el mercado.

De acuerdo al trabajo de un selecto grupo de investigadores de la Universidad Cornell (que pertenece a la prestigiosa Ivy League y se encuentra en Ithaca, NY, EE.UU.) se identificó el potencial del indio, un metal blando (y “masticable”) comúnmente utilizado en revestimientos de pantallas y paneles solares, para la creación de baterías rápidas y de larga duración. En efecto, esta sustancia presenta una combinación química única que permite una carga veloz sin comprometer la capacidad de almacenamiento de la batería.

Según el estudio publicado en la revista Joule bajo el título “Carga rápida y almacenamiento de gran duración en baterías de litio”, estos avances podrían conducir al desarrollo de baterías más pequeñas y eficientes en comparación con las tecnologías existentes. A pesar de esta innovación, desde el rubro en cuestión se reconoce que aún queda trabajo por hacer, ya que el indio, siendo un material pesado, plantea desafíos, y los investigadores buscan alternativas más livianas con características similares.

La implementación de estas baterías de carga rápida podría tener un impacto positivo en diversas industrias, incluida la de vehículos eléctricos. Esto podría reducir los costos de producción y abordar la “ansiedad por alcance”, lo que permitiría cargas rápidas en solo cinco minutos. De hecho, esa bondad del indio sería beneficioso para los conductores preocupados por la duración de la batería.

Además, un equipo de ingenieros del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE.UU. descubrieron que la adición de un compuesto llamado nitrato de celsio mejora drásticamente la velocidad de carga de las baterías de litio, manteniendo al mismo tiempo una vida útil duradera.

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Estos avances prometedores en el campo de las baterías podrían transformar la industria y fomentar el desarrollo de tecnologías más sostenibles.

LITIO VS. INDIO

Las baterías de iones de litio se consolidaron como una opción popular para alimentar vehículos eléctricos y dispositivos como teléfonos inteligentes, gracias a su peso ligero, confiabilidad y eficiencia energética. A pesar de sus ventajas, estas baterías enfrentan desafíos notables, como el tiempo prolongado de carga y la incapacidad para manejar grandes picos de corriente.

En la búsqueda de soluciones, los investigadores señalaron al indio como un material particularmente prometedor para el desarrollo de baterías de carga rápida. El indio, un metal blando utilizado principalmente en la fabricación de recubrimientos de óxido de indio y estaño para pantallas táctiles y paneles solares, fue identificado como un candidato ideal.

El reciente estudio sobre el indio destaca dos características fundamentales como ánodo de batería: una barrera de energía de migración extremadamente baja, que regula la velocidad de difusión de iones en estado sólido, y una modesta densidad de corriente de intercambio, vinculada a la velocidad de reducción de iones en el ánodo. Asimismo, la combinación de estas cualidades (difusión rápida y cinética de reacción superficial lenta) se revela como crucial para lograr una carga rápida y un almacenamiento duradero.

El profesor Lynden Archer, quien lideró el estudio, enfatizó la innovación al descubrir un principio de diseño que permite que los iones metálicos en el ánodo se muevan libremente, encuentren la configuración adecuada y luego participen en la reacción de almacenamiento de carga. Este enfoque resulta en una morfología estable del electrodo en cada ciclo de carga, permitiendo que las nuevas baterías de carga rápida se recarguen y descarguen repetidamente a lo largo de miles de ciclos.

Si bien esta tecnología, combinada con la carga por inducción inalámbrica en carreteras, podría reducir el tamaño y el costo de las baterías, haciendo que el transporte eléctrico sea más asequible y práctico, el artículo también destaca que los ánodos de indio no son perfectos ni totalmente prácticos, señalando que aún se necesitan más investigaciones y mejoras.