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Considerada la batería del futuro, la batería de litio-aire permite que un coche eléctrico recorra más de 600 km con una sola carga y presenta los mejores rendimientos de vida útil ya alcanzados
Investigadores del NIMS – Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de Japón, en colaboración con Softbank Corp, crearon la batería de litio-aire con la mayor densidad de energía del mundo, que puede duplicar la autonomía de los coches eléctricos y presenta los mejores rendimientos de vida útil ya alcanzados. El equipo de investigación confirmó también que esta batería puede ser cargada y descargada a temperatura ambiente. ¡Estos resultados significan un gran paso hacia el uso práctico de baterías de litio-aire!
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La tecnología de fabricación de células de batería de Softbank alcanzó un prototipo que logra 500 Wh/kg de densidad de energía, duplicando los valores usuales alcanzados con baterías de iones de litio. Además, de acuerdo con los autores de la documentación de la investigación, «es la primera realización mundial de una reacción de carga/descarga de una batería de litio-aire de alta calidad a temperatura ambiente».
Las baterías de litio-aire tienen el potencial de ser las mejores baterías recargables: son ligeras y de alta capacidad, con densidades teóricas de energía varias veces mayores que las baterías de ion de litio actualmente disponibles. Debido a estas ventajas potenciales, pueden encontrar uso en una amplia gama de tecnologías, como drones, vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de electricidad doméstica.
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Para que la batería de litio-aire alcance 500 Wh/kg, los investigadores identificaron los problemas críticos de esta tecnología para mejorar su rendimiento y eliminar sus factores limitantes, como reacciones químicas no deseadas y la necesidad del uso de oxígeno puro. Softbank permitió que pruebas reales se realizaran con ella para demostrar sus ventajas.
Las Baterías de Litio-Aire son Consideradas las Baterías del Futuro, Permitindo que un Coche Eléctrico Recorra Más de 600 Kilómetros con una Sola Carga
En una batería convencional de iones de litio, el electrodo negativo es grafito, el positivo está hecho de un óxido metálico, como óxido de litio cobalto, y el electrolito es una sal de litio disuelta en un solvente orgánico. La acción de la batería depende del movimiento de los iones de litio entre los electrodos. Las baterías de iones de litio se deterioran con el tiempo y sus densidades de energía relativamente bajas significan que necesitan recargarse con frecuencia.
Las baterías de litio-aire (o litio-oxígeno) son consideradas las baterías del futuro, debido a su alta densidad teórica de energía, que puede ser hasta diez veces mayor que la de un ion de litio.
El valor que se puede alcanzar en esta sección es comparable al de la gasolina, lo que permitiría que un coche eléctrico hiciera más de 600 kilómetros con una sola carga con una batería mucho menos pesada que las baterías actuales de iones de litio, ofreciendo también una vida útil más larga.
Las Investigaciones Tienen el Objetivo de Implementar las Baterías de Litio-Aire en Uso Práctico en Estaciones de Telefonía Móvil, Internet de las Cosas, HAPS y Otras Tecnologías
En 2018, el NIMS y Softbank fundaron el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas para realizar investigaciones con el objetivo de implementar baterías de litio-aire en uso práctico en estaciones de radio-base de telefonía móvil, Internet de las Cosas (IoT), HAPS (estaciones de plataforma de alta altitud) y otras tecnologías.
El NIMS ha estado realizando investigaciones básicas sobre baterías de litio-aire con el apoyo del programa ALCA-SPRING (ALCA: Programa de Investigación y Desarrollo de Tecnologías de Bajo Carbono Avanzadas, SPRING: Investigación Especialmente Promovida para Baterías Innovadoras de Próxima Generación). Este programa fue financiado por la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (JST) con el objetivo de acelerar la investigación y el desarrollo de baterías recargables de gran capacidad.
Este proyecto fue realizado por un equipo de investigación liderado por Shoichi Matsuda (Investigador Senior, NIMS), Manai Ono (Investigador Postdoctoral, NIMS), Shoji Yamaguchi (Equipo Especializado, NIMS) y Kohei Uosaki (Investigador, NIMS; también Director, Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank). Este trabajo fue apoyado principalmente por el programa JST ALCA-SPRING y por el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank.
Fuente: Instituto Nacional de Ciencia de los Materiales, Japón
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