Investigadores del Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales (NIMS) de Japón y el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank desarrollaron una batería de litio-aire con una densidad de energía de más de 500 Wh/kg, significativamente más alta que las baterías de iones de litio actuales. Posteriormente, el equipo de investigación confirmó que dicha batería se puede cargar y descargar a temperatura ambiente.
El equipo descubrió que la batería desarrollada muestra las densidades de energía más altas y los mejores rendimientos de ciclo de vida jamás logrados, indicando que estos resultados significan un paso importante hacia el uso práctico de las baterías de litio-aire. En la revista RSC Materials Horizons aparece un artículo de acceso abierto sobre su trabajo.
Las baterías de litio-aire tienen el potencial de ser livianas y de alta capacidad, con densidades de energía teóricas varias veces mayores que las baterías de iones de litio disponibles actualmente. Debido a estas ventajas potenciales, poseen uso en una amplia gama de tecnologías, como drones, vehículos eléctricos y sistemas domésticos de almacenamiento de electricidad.
NIMS ha estado llevando a cabo investigaciones básicas sobre baterías de litio-aire con el apoyo del programa ALCA-SPRING (ALCA: Programa de Investigación y Desarrollo de Tecnologías Bajas en Carbono Avanzadas, SPRING: Investigación Especialmente Promovida para Baterías Innovadoras de Próxima Generación). Este programa ha sido financiado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) con el objetivo de acelerar la I+D de baterías recargables de gran capacidad.
En 2018, NIMS y SoftBank cofundaron el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas para realizar investigaciones con el objetivo de poner baterías de litio-aire en un uso práctico en estaciones base de telefonía móvil, Internet de las cosas (IoT), HAPS (estaciones de plataforma de gran altitud) y otras tecnologías.
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Pese a sus densidades de energía teóricas muy altas, solo se ha fabricado y evaluado un pequeño número de baterías de litio-aire con altas densidades de energía. Este éxito limitado se atribuye al hecho de que una gran proporción del peso de la batería de litio-aire contiene componentes pesados inactivos (p. ej., separadores y electrolitos) que no participan directamente en las reacciones reales de la batería.
Este equipo de investigación había desarrollado previamente materiales de batería originales que aumentan significativamente el rendimiento de las baterías de litio-aire en la investigación apoyada por ALCA-SPRING. Luego, el equipo desarrolló una técnica para fabricar celdas de litio-aire de alta densidad de energía en el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank, y finalmente, el equipo creó una nueva batería de litio-aire combinando estos nuevos materiales y las técnicas de fabricación.
En estos momentos el equipo desarrolla materiales para baterías de mayor rendimiento y planea integrarlos en la batería de litio-aire recientemente desarrollada, con el objetivo de aumentar en gran medida el ciclo de vida de la batería. Posteriormente, el equipo planea acelerar los esfuerzos para poner la batería en uso práctico en el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank.
Este trabajo fue apoyado principalmente por el programa JST ALCA-SPRING y el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank.
Fuente: Green Car Congress