Autor: JULIO MARCELO BRITO ALVISO | 07/12/2018
Científicos del Honda Research Institute en colaboración con investigadores del California Institute of Technology (Caltech) y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, desarrollaron una nueva química de batería que permite el uso de materiales con mayor densidad energética y una huella ambiental más favorable que las actuales tecnologías de baterías.
El estudio conjunto reporta que el equipo de investigación abrió nuevas puertas en el desarrollo de baterías de alta densidad de energía, capaces de satisfacer la creciente necesidad de almacenamiento de energía, al superar las actuales limitaciones de temperatura de las baterías basadas en tecnología de fluoruro (FIB) y demostrando la operación a temperatura ambiente de las celdas de energía basadas en iones de fluoruro.
“Las baterías de iones de fluoruros ofrecen una química promisoria para nuevas baterías con hasta diez veces más densidad de energía que las actualmente disponibles baterías de litio”, dijo el Dr. Christopher Brooks, científico en jefe del Honda Research Institute y uno de los coautores del artículo. “A diferencia de las baterías de iones de litio, las FIBs no tienen un riesgo de seguridad por sobrecalentamiento y obtener los materiales crea un impacto ambiental considerablemente menor que el proceso de extracción del litio y el cobalto”.
Las FIBs son una alternativa atractiva a otros tipos potenciales de electroquímicas de baterías de alta energía, como las basadas en químicas de litio o hidruros de metal, que generalmente están limitadas por las propiedades inherentes de sus electrodos. Debido al bajo peso atómico del fluoruro, las baterías recargables basadas en ese elemento pueden ofrecer densidades de energía muy altas – hasta 10 veces mayor que el valor teórico de las tecnologías de iones de litio. Sin embargo, mientras las FIBs se consideran un fuerte contendiente para la “siguiente generación” de dispositivos de almacenamiento de alta densidad de energía, están limitados por sus requerimientos de temperatura.
Actualmente, las iteraciones de la batería conductora de iones de fluoruro en estado sólido necesitan operar a temperaturas elevados por encima de los 150 grados Celsius, para que el electrolito de fluoruro sea conductor. De acuerdo con los autores del artículo, estas limitaciones en el electrolito han presentado un reto significativo para lograr que haya FIBs que operen a baja temperatura.
Para abordar esto, el equipo investigador encontró un método para crear una célula electroquímica de iones de fluoruro capaz de operar a temperatura ambiente, un avance posible por un electrolito conductor de fluoruro líquido químicamente estable con alta conductividad iónica y un amplio voltaje de operación. Los científicos desarrollaron el electrolito usando sales de fluoruro de tetraalquilamonio disuelto en un solvente orgánico de éter fluorado. Cuando se combina con un cátodo de compuesto con una nano-estructura de cobre, lantano y flúor de núcleo-envoltura, los científicos demostraron un ciclo electroquímico reversible a temperatura ambiente.
En el futuro, las FIBs podrían alimentar los vehículos eléctricos de batería. La naturaleza de alta capacidad de la batería la hacen un buen candidato para proveer energía a otros productos también.
