El azufre es un material extremadamente abundante y barato, así que es un material muy interesante para las baterías de los coches eléctricos. Sin embargo, este –y otros- materiales tienen todavía algunos problemas en términos de estabilidad para poder convertirse, efectivamente, en composiciones químicas viables para baterías comerciales. Hay una buena noticia en esto, y es que los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos parece que han encontrado la solución. Vamos, que estamos muy cerca de que las baterías de litio-azufre se conviertan en una realidad, y eso traerá consigo una serie de importantes ventajas para los próximos vehículos eléctricos.
En un nuevo estudio, los investigadores han encontrado que las baterías de litio-azufre pueden resolver sus problemas de estabilidad y de corrosión, además de lograr una mayor densidad energética mediante la introducción de una capa adicional. En el estudio en cuestión explican que ahora estamos bastante más cerca de ver esta tecnología en nuestra vida cotidiana porque han resuelto los problemas de este tipo de baterías con ‘una capa intermedia activa y redox’. Las primeras baterías no funcionaban de forma correcta porque el azufre en forma de polisulfuros se disolvía en el electrolito y esto provocaba corrosión. El efecto derivado del transporte de los polisulfuros afectaba, por eso, de forma negativa en la vida útil de la batería reduciendo notablemente la cantidad de veces que se puede cargar y descargar la batería. Pero con esta capa adicional, de la que ahora vamos a hablar con algo más de profundidad, han conseguido evitar el desplazamiento de los polisulfuros y con ello eliminar la corrosión progresiva de sus componentes químicos clave.
Estamos muy cerca de ver las baterías de litio-azufre hacerse realidad y serán mucho, mucho más baratas que las actuales
Con la intención de evitar el desplazamiento del polisulfuro, los investigadores anteriormente han trabajado en una capa intermedia redox inactiva ubicada entre el cátodo y el ánodo. Esto, de ‘redox inactiva’, quiere decir que es una capa de material que no reacciona como sí lo hace el electrodo. Esta capa intermedia, que se utiliza en esencia como un sistema de protección, es pesada y además es densa. Y en esto, los investigadores se dieron cuenta de que no se reducía de manera adecuada el transporte de polisulfuros, no se resolvía el problema de corrosión y además se reducía de manera significativa la densidad energética de las celdas de batería.
Sin embargo, esta investigación más reciente ha trabajado en una nueva capa intermedia porosa que contiene azufre. Es decir, que se han basado en el mismo principio estructural de añadir una capa más, pero con una configuración muy distinta. Las diferencias son realmente importantes, porque en este caso hablamos de una capa intermedia activa, en lugar de las inactivas que se habían probado anteriormente, y que logra una densidad energética tres veces superior. Pero es que además con esto han conseguido que la batería mantenga una elevada capacidad de almacenamiento energético incluso después de 700 ciclos de carga y descarga.
Es decir, que no solo han conseguido mejorar la densidad energética de las celdas de litio-azufre, sino que además han reducido de una manera extraordinaria la corrosión y progresiva degradación de este tipo de celdas. Es decir, que han sido capaces de configurar una batería con potencial para dar muchos más kilómetros de autonomía en un coche eléctrico y que, al mismo tiempo, tiene una gran vida útil. Al contrario que las capas inactivas usadas con anterioridad, esta innovadora capa redox activa sí logra reducir la transferencia de polisulfuros y, además, sin sacrificar un ápice de la capacidad de almacenamiento energético de las celdas.
En definitiva, este tipo de baterías están mucho más cerca de hacerse realidad y, además, con varias y grandes ventajas para el coche eléctrico. Este año vamos a vivir la llegada de las baterías de iones de sodio, que ya son bastante más económicas que las actuales baterías de litio, incluso que las baterías con celdas LFP. Pero las baterías de litio-sulfuro tienen el potencial de ser todavía más económicas y, además, con una vida útil que supera con creces lo que pueden ofrecer otras composiciones químicas de celda.
