El mundo moderno requiere de más energía y ésta se da a muchos dispositivos a través de baterías, las cuales podemos ver en los teléfonos celulares, en las tabletas, en los relojes inteligentes, etcétera.
Pero las baterías requieren manejarse con cuidado. Y aunque para la mayoría de nosotros no representa casi nunca ningún peligro, se sabe de casos en que se han incendiado al abrirlas, o bien, despiden gases tóxicos si funcionan mal, entre otros posibles problemas que pueden presentarse. Por ello, es interesante saber que se ha desarrollado una batería que mejora la seguridad, pues ésta es sólida, sin geles, sin líquidos peligrosos.
Los investigadores del Instituto ETH de Zurich, en Suiza, han desarrollado una batería de litio-ión, que está hecha toda de un material sólido, pues como hemos dicho, no contiene ácidos, ni líquidos de ninguna especie. Así, la batería no puede incendiarse, incluso cuando hay temperaturas muy altas, dando una ventaja considerable sobre las baterías convencionales. Además, permite este nuevo trabajo hacer baterías con nuevos diseños.
La razón de que se usen baterías de Litio-ión es que pueden guardar mucha energía en muy poco espacio, haciendo por ello la fuente de energía predilecta para los dispositivos móviles. Hoy en día inclusive hay autos y bicicletas eléctricas que usan energía almacenada en estas baterías de Litio-ión.
En este tipo de pilas, los polos positivo y negativo —los dos electrodos— están hechos de compuestos conductores, los cuales mueven las cargas entre ellos en un líquido o en un gel que no es más que un electrolito. Si por ejemplo, se carga la batería de manera inapropiada, o se sobrecarga, o bien, se deja frente al Sol, el líquido puede inflamarse y provocar un incendio que puede ser menor o incluso importante.
Hay desarrollos de baterías de estado sólido, en las cuales los electrodos y el gel electrolítico son hechos de material sólido.
“Este tipo de electrolitos sólidos no son inflamables cuando se calientan a altas temperaturas o se exponen al aire”, detalla Jennifer Rupp, quien es profesora de materiales electroquímicos en ETH Zurich, quien lidera el proyecto de este nuevo tipo de baterías.
Los retos para este desarrollo tienen que ver muchas veces con hallar un electrolito sólido que genere el menor calor posible, es decir, tenga la menor resistencia posible.
ETH Zurich ha desarrollado una interfaz entre electrodos y electrolito mejorada. En el laboratorio construyeron una batería en forma de emparedado o sándwich, que contiene una capa de litio, que actúa como un electrolito sólido entre los electrodos.
En la producción se aseguraron los investigadores en crear una capa sólida “porosa”, de forma tal que esto tenga una mayor superficie de contacto entre el polo negativo y el electrolito sólido, lo que en última instancia significa que la batería se podrá cargar mas rápidamente que con las baterías actuales.
Así entonces, podría pasar que relativamente pronto habría la posibilidad de tener baterías mucho más eficiente y seguras. Desde luego que los caminos comerciales de las ideas en ocasiones no se resuelven inmediatamente, por lo que habrá que esperar al menos dos o tres años para ver la viabilidad comercial de este desarrollo.
Referencias: Jan van den Broek et al, Interface-Engineered All-Solid-State Li-Ion Batteries Based on Garnet-Type Fast LiConductors, Advanced Energy Materials (2016). DOI: 10.1002/aenm.201600736; ETH Zurich.