Las baterías de litio – azufre han generado un enorme interés por parte de la industria porque el azufre es abundante y barato. Y además de que daría lugar a baterías de coches eléctricos mucho más económicas, resulta que tienen unas mejores prestaciones en cosas tan importantes como la densidad energética. Pero este tipo de baterías han tenido importantes problemas técnicos hasta ahora, que han conseguido resolverlos para hacer viable su aplicación próximamente.
Un grupo de investigadores del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Energía de DGIST, liderados por el profesor Jong-Sung Yu, ha desarrollado la tecnología para una capa intermedia en estas baterías de litio – azufre. Según explican, esta capa intermedia es de sílice porosa, y es la que consigue que este tipo de baterías más baratas, y con una mayor densidad energética que las de iones de litio, al fin puedan ser estables. Hasta ahora, el gran problema de estas baterías había sido que el polisulfuro que se genera durante la carga y descarga de la misma se difunde hacia el electrodo negativo, de modo que el azufre se iba perdiendo progresivamente y, con ello, la vida útil se reducida significativamente y también su capacidad de almacenamiento energético.
Han resuelto el problema de las baterías de litio – azufre, con mayor densidad energética y más baratas
Pues este problema se ha resuelto a través del desarrollo de una nueva capa que va instalada entre el electrodo de azufre y el separador. La función de esta capa es tan sencilla, y compleja al mismo tiempo, como absorber el polisulfuro e impedir que se pueda difundir al electrodo negativo. Pero ha sido complicado llegar hasta aquí porque este tipo de batería necesita de una capa adicional que sirve para mejorar la conductividad del electrodo de azufre; es decir, que se han estado probando diferentes combinaciones hasta encontrar una tecnología compatible.
En las pruebas que ha estado llevando a cabo el equipo de investigación, tal y como detallan, también se probó con una capa intermedia de carbono y azufre. Esta opción funcionaba de forma adecuada en un inicio, pero después de probar durante cientos de ciclos de carga y descarga, encontraron que el comportamiento era mucho mejor con una capa de azufre y sílice. Han hecho pruebas de más de 700 ciclos de carga y descarga completos y han llegado a la conclusión de que se logra una estabilidad muy superior, hasta el punto de que la tienen ya casi lista para poder llevarla a aplicaciones prácticas.
En el desarrollo de la investigación, el profesor Jong-Sung Yu explica que primero se dedicaron a encontrar que el azufre se puede cargar en los poros de un material de sílice poroso, de modo que pudiera servir esta configuración como capa intermedia para las baterías de litio – azufre. Y efectivamente, han podido comprobar que se mejora de manera sustancial su capacidad de almacenamiento energético y que, sobre todo, se resuelven todos los problemas relacionados con la vida útil de este tipo de baterías.
En definitiva, gracias a esta nueva capa porosa para las baterías de litio – azufre, será viable la fabricación en masa de este nuevo tipo de baterías para su uso en coches eléctricos. Y como comentábamos anteriormente, será un importante punto de inflexión para la industria. Porque no solo van a ayudar a reducir los costes de manera significativa, sino que además permiten conseguir una densidad energética muy superior. Y eso, como ya sabemos, se traduce en coches eléctricos con más autonomía.
