Las baterías de litio que alimentan los vehículos eléctricos desempeñan un papel importante en el cambio hacia el transporte sostenible, pero no están exentas de problemas medioambientales.
Las baterías que usan materiales orgánicos fácilmente disponibles en lugar de metales raros se consideran una parte prometedora de la solución a este dilema, y una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Houston demuestra cómo podría mejorarse el rendimiento de estos dispositivos ecológicos.
A medida que aumenta la demanda de dispositivos electrónicos y vehículos, también lo hace la dependencia de las baterías de iones de litio, que dependen de metales escasos.
En el centro de este dilema se encuentra el cobalto, cuya extracción no sólo está asociada a la degradación del medio ambiente y la contaminación de los suministros de agua, sino que está plagada de problemas éticos como la explotación del trabajo infantil. El uso de estos metales también dificulta el reciclaje de las baterías al final de su vida útil.
Sin embargo, estamos viendo algunos avances interesantes en el desarrollo de baterías que prescinden de este tipo de materiales y usan otros orgánicos en su lugar. Entre ellos se encuentran las baterías de base orgánica que pueden descomponerse en ácido para su reciclaje, una mayor dependencia del níquel, más barato y más respetuoso con el medio ambiente, e incluso una de IBM que utiliza materiales encontrados en el agua de mar.
El nuevo dispositivo combina esta arquitectura orgánica con otra prometedora rama de la investigación sobre baterías, centrada en el uso de electrolitos en estado sólido.
Las baterías típicas mueven su carga eléctrica entre dos electrodos, un cátodo y un ánodo, en una solución de electrolito líquido, pero los científicos están haciendo grandes avances en diseños alternativos que utilizan un electrolito sólido en su lugar. Este tipo de arquitectura también podría permitir que las baterías funcionen con un ánodo de metal de litio, que podría almacenar hasta 10 veces la energía de los dispositivos actuales.
Los científicos responsables de la nueva batería han resuelto lo que, según ellos, es una limitación clave de las baterías de litio de base orgánica y estado sólido.
Mientras que los cátodos basados en el cobalto proporcionan a estas baterías una alta densidad de energía, las fabricadas con materiales orgánicos sufren una densidad de energía limitada, que el equipo descubrió que se debe a las estructuras microscópicas dentro del cátodo.
Trabajando con un cátodo hecho de un material orgánico llamado pireno-4,5,9,10-tetraona (PTO), los científicos usaron etanol como disolvente para alterar su microestructura. Este tratamiento dio lugar a una nueva disposición que permitía un mejor transporte de iones dentro del cátodo y aumentaba su densidad energética a 302 Wh/kg, lo que, según el equipo, es un 83% superior a las actuales baterías de estado sólido con cátodos orgánicos.
Fuente:
https://ecoinventos.com/bateria-ev-base-organica-etanol-para-aumentar-densidad-energetica/
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