A día de hoy las baterías de iones de litio son las mejores, y eso explica que los coches eléctricos estén utilizando esta tecnología. Sin embargo, presentan algunos problemas importantes. Uno de ellos es que se está encontrando su límite de rendimiento en términos de densidad energética y potencia de carga; otro es que el litio es caro y escaso, y otro muy importante es que además estas baterías son muy inseguras y tienen una vida útil ciertamente limitada. Así que un equipo de investigación ha estado trabajando con el magnesio como alternativa al litio, y las baterías que han desarrollado son muy prometedoras en varios apartados.
Este equipo de investigación de la Universidad de Ciencias de Tokio, en Japón, ha estado trabajando con baterías de magnesio que combinan diferentes composiciones químicas para el cátodo. Según explica Yasushi Idemoto, que es quien encabeza el equipo de investigación, el magnesio es un material prometedor para las baterías de coches eléctricos, pero presentan el problema de que los iones de magnesio soportan voltajes muy bajos y, además, el rendimiento cíclico no es el deseable. Ahora bien, en sus investigaciones han estado buscando la forma de mejorar este rendimiento con vanadio, así como también con manganeso, en busca de una composición química perfecta para las que denominan ‘las baterías de próxima generación’. Y tal y como han publicado en las conclusiones de su investigación, efectivamente han encontrado la clave para unas nuevas baterías de magnesio mucho mejores que las actuales baterías de litio, y así ha quedado plasmado en el Volumen 928 del Journal of Electroanalytical Chemistry del 1 de enero de 2023, donde han publicado su estudio.
Magnesio como sustituto del Litio en nuevas baterías para coches eléctricos que multiplican la densidad energética para lograr más autonomía
El compuesto químico que han desarrollado, sobre la base del magnesio como material principal para estas nuevas baterías, han estado trabajando en el estudio de la composición, la estructura cristalina, la distribución de los electrones y las morfologías de las partículas de su compuesto. Entre otras cosas han empleado técnicas de Rayos X y microscopía electrónica de transmisión para, mediante difracción y absorción, analizar en detalle el rendimiento de estas baterías
Y en sus análisis han podido comprobar que esta nueva composición química sigue una estructura de espinela con una composición notablemente uniforme. Llegados a este punto, desde el equipo de investigación han hecho mediciones electroquímicas con diversos electrolitos para poder comprobar el rendimiento en carga y descarga en un amplio rango de temperaturas de trabajo. Y pudieron ver que esta composición química para el cátodo de unas nuevas baterías muestra una muy alta capacidad de descarga frente a las actuales celdas de iones de litio.
Desde el equipo de investigación se muestran muy satisfechos con los hallazgos que han logrado en el desarrollo de unas nuevas baterías de iones de litio y, de hecho, consideran que las baterías de magnesio tienen potencial para superar a las baterías de litio que está utilizando a día de hoy la industria del automóvil eléctrico. Sobre todo porque este tipo de celdas puede conseguir una mayor densidad energética que, como ya sabemos, en los coches eléctricos se traduce en más autonomía por cada recarga si se mantiene el mismo tamaño físico del paquete de batería
A día de hoy hay multitud de proyectos abiertos que, efectivamente, tienen como objetivo sustituir a las baterías de iones de litio. La dependencia del litio está haciendo que suban los precios de las baterías para coches eléctricos, y esto es un gran problema. El objetivo principal de la industria, y se está haciendo en cierta medida con las baterías LFP, es escapar de esos altos costes que implica el uso de baterías NCM y NCA que, eso sí, son las que a día de hoy ofrecen el mayor rendimiento. Y estas nuevas baterías de magnesio pueden lograr que las baterías sean bastante más baratas, así como a consecuencia los coches eléctricos, al mismo tiempo que se consigue una mayor densidad energética.