Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Stanford ha desarrollado baterías recargables que pueden almacenar hasta seis veces más carga que las que están actualmente disponibles comercialmente.
El avance podría acelerar el uso de baterías recargables y dar un paso más hacia el logro de dos objetivos principales: una batería recargable de alto rendimiento que permita que los teléfonos móviles se carguen solo una vez a la semana en lugar de a diario y que los vehículos eléctricos puedan viajar seis veces más sin una recarga.
Las nuevas baterías de cloro de metal alcalino, desarrolladas por un equipo de investigadores dirigido por el profesor de química de Stanford Hongjie Dai y el candidato a doctorado Guanzhou Zhu, se basan en la conversión química de ida y vuelta de cloruro de sodio (Na/Cl2 ) o cloruro de litio (Li/Cl2 ) a cloro.
Cuando los electrones viajan de un lado a otro de una batería recargable, la recarga revierte la química a su estado original para esperar otro uso. Las baterías no recargables no tienen tanta suerte. Una vez drenados, su química no se puede restaurar.
«La molécula de cloro queda atrapada y protegida en diminutos poros de nanoesferas de carbono cuando la batería está cargada», explica el doctorando Zhu. «Luego, cuando es necesario drenar o descargar la batería, tras la descarga podemos convertir el cloro en NaCl (sal de mesa) y repetir este proceso durante muchos ciclos. Actualmente, podemos realizar un ciclo de hasta 200 veces y todavía hay margen de mejora», añade.
Un avance hacia la batería de alta densidad
El resultado es un paso hacia la batería de alta densidad de energía. Hasta ahora, los investigadores han logrado 1.200 miliamperios hora por gramo de material de electrodo positivo, mientras que la capacidad de la batería comercial de iones de litio en la actualidad es de hasta 200 miliamperios hora por gramo. «La nuestra tiene una capacidad al menos seis veces mayor», manifiesta Zhu.
Los investigadores imaginan que sus baterías algún día se usarán en situaciones en las que la recarga frecuente no es práctica o deseable, como en satélites o sensores remotos. Muchos satélites utilizables ahora están flotando en órbita, obsoletos debido a sus baterías agotadas. Los futuros satélites equipados con baterías recargables de larga duración podrían equiparse con cargadores solares, ampliando su utilidad muchas veces.
Sin embargo, por ahora, el prototipo funcional que han desarrollado aún podría ser adecuado para su uso en pequeños dispositivos electrónicos cotidianos como audífonos o controles remotos. Para la electrónica de consumo o los vehículos eléctricos, queda mucho más trabajo por diseñar la estructura de la batería, aumentar la densidad de energía, escalar las baterías y aumentar el número de ciclos.