Ingenieros de la Universidad de Cornell han creado una nueva baterÃa de litio que puede cargarse en el tiempo récord de menos de cinco minutos y mantiene su rendimiento durante ciclos prolongados.
El avance podrÃa aliviar la "ansiedad por la autonomÃa" entre los conductores que temen que los vehÃculos eléctricos no puedan recorrer largas distancias sin una recarga que requiere mucho tiempo, según los autores.
"La ansiedad por la autonomÃa es una barrera mayor para la electrificación en el transporte que cualquiera de las otras barreras, como el costo y la capacidad de las baterÃas, y hemos identificado una vÃa para eliminarla utilizando diseños de electrodos racionales", dijo en un comunicado Lynden Archer, profesor de ingenierÃa y decano de Facultad de IngenierÃa de Cornell, quien supervisó el proyecto.
"Si puedes cargar la baterÃa de un vehÃculo eléctrico en cinco minutos, quiero decir, Dios mÃo, no necesitas tener una baterÃa que sea lo suficientemente grande para un alcance de 300 millas (500 kilómetros). Puede conformarse con menos, lo que podrÃa reducir el costo de los vehÃculos eléctricos y permitir una adopción más amplia", agrega Archer, cuyo trabajo se publica en la revista Joule.
Las baterÃas de iones de litio se encuentran entre los medios más populares para alimentar vehÃculos eléctricos y teléfonos inteligentes. Las baterÃas son ligeras, fiables y relativamente eficientes energéticamente. Sin embargo, tardan horas en cargarse y carecen de la capacidad para soportar grandes picos de corriente.
Los investigadores identificaron al indio como un material excepcionalmente prometedor para baterÃas de carga rápida. El indio es un metal blando, que se utiliza principalmente para fabricar recubrimientos de óxido de indio y estaño para pantallas táctiles y paneles solares.
El nuevo estudio muestra que el indio tiene dos caracterÃsticas cruciales como ánodo de baterÃa: una barrera de energÃa de migración extremadamente baja, que establece la velocidad a la que los iones se difunden en estado sólido; y una modesta densidad de corriente de intercambio, que está relacionada con la velocidad a la que se reducen los iones en el ánodo. La combinación de esas cualidades (difusión rápida y cinética de reacción superficial lenta) es esencial para una carga rápida y un almacenamiento de larga duración.
"La innovación clave es que hemos descubierto un principio de diseño que permite que los iones metálicos en el ánodo de una baterÃa se muevan libremente, encuentren la configuración correcta y solo entonces participen en la reacción de almacenamiento de carga", dijo Archer. "El resultado final es que en cada ciclo de carga, el electrodo se encuentra en un estado morfológico estable. Es precisamente lo que da a nuestras nuevas baterÃas de carga rápida la capacidad de cargarse y descargarse repetidamente durante miles de ciclos".
Esa tecnologÃa, combinada con la carga por inducción inalámbrica en las carreteras, reducirÃa el tamaño (y el costo) de las baterÃas, haciendo del transporte eléctrico una opción más viable para los conductores. Sin embargo, eso no significa que los ánodos de indio sean perfectos, ni siquiera prácticos.
