Considerada la batería del futuro, la batería de litio-aire permite que un automóvil eléctrico recorra más de 600 km con una sola carga y tiene el mejor rendimiento de por vida jamás logrado

Investigadores del NIMS, el Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de Japón, en asociación con Softbank Corp, han creado la batería de litio-aire de mayor densidad de energía del mundo, que puede duplicar la autonomía de los automóviles eléctricos y tiene el mejor rendimiento de vida útil ya logrado. El equipo de investigación también confirmó que esta batería se puede cargar y descargar a temperatura ambiente. ¡Estos resultados significan un gran paso hacia el uso práctico de las baterías de litio-aire!

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La tecnología de fabricación de celdas de batería de Softbank ha conseguido un prototipo que alcanza los 500 Wh/kg de densidad energética, duplicando los valores habituales alcanzados con las baterías de iones de litio. Además, según los autores de la documentación de la investigación, “es la primera realización en el mundo 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 livianas y de alta capacidad, con densidades de energía teóricas varias veces mayores que las baterías de iones de litio disponibles en la actualidad. Debido a estas ventajas potenciales, podrían encontrar uso en una amplia gama de tecnologías, como drones, vehículos eléctricos y sistemas domésticos de almacenamiento de electricidad.

Para que la batería de litio-aire alcance los 500 Wh/kg, los investigadores identificaron los problemas críticos de esta tecnología para mejorar su rendimiento y eliminar sus factores limitantes, como las reacciones químicas no deseadas y la necesidad de utilizar oxígeno puro. Softbank permitió realizar pruebas reales con él para demostrar sus ventajas.

baterías de litio-aire se consideran las baterías del futuro, que permitirán a un coche eléctrico recorrer más de 600 kilómetros con una sola carga

En una batería de iones de litio convencional, el electrodo negativo es grafito, el electrodo positivo está hecho de un óxido de metal como el óxido de cobalto de litio 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 deben recargarse con frecuencia.

Baterías de litio-aire (o litio-oxígeno) son consideradas las baterías del futuro, debido a su alta densidad energética teórica, que puede llegar a ser hasta diez veces mayor que la de una de iones de litio.

El valor que se puede conseguir en este apartado es equiparable al de la gasolina, que permitiría a un coche eléctrico recorrer más de 600 kilómetros con una sola carga con una batería mucho menos pesada que las actuales baterías de iones de litio, ofreciendo además una vida útil más larga.

La investigación tiene como objetivo implementar baterías de litio-aire para su uso práctico en estaciones de telefonía móvil, Internet de las cosas, HAPS y otras tecnologías.

En 2018, NIMS y Softbank fundaron el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas para realizar investigaciones con el objetivo de poner en uso práctico baterías de litio-aire en estaciones base de telefonía móvil, Internet de las Cosas (IoT), HAPS (estaciones de plataforma de gran altitud) y otras. tecnologías

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 tecnología avanzada baja en carbono, SPRING: Investigación especialmente promovida para baterías innovadoras de próxima generación). Este programa fue financiado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) con el objetivo de acelerar la investigación y el desarrollo de baterías recargables de alta capacidad.

Este proyecto fue llevado a cabo por un equipo de investigación dirigido por Shoichi Matsuda (Investigador Principal, NIMS), Manai Ono (Investigador Postdoctoral, NIMS), Shoji Yamaguchi (Personal Experto, NIMS) y Kohei Uosaki (Investigador, NIMS; también Director, NIMS- Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas de SoftBank). Este trabajo fue apoyado principalmente por el programa JST ALCA-SPRING y el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank.

fuente: Instituto Nacional de Ciencia de los Materiales, Japón