Crean baterías de litio-ion más potentes y económicas

Una compañía británica se encuentra probando un nuevo ordenamiento químico que podría aumentar el rendimiento de las baterías de litio-ion para vehículos eléctricos e híbridos. La innovación apunta a reducir el costo e incrementar la potencia de las baterías utilizadas en la actualidad.

La empresa se llama QinetiQ, y las pruebas apuntan a crear una nueva batería, diseñada para un prototipo de vehículo híbrido diésel, que funciona en base a litio-iones pero con una nueva composición química capaz de mejorar la estructura de las baterías que se emplean actualmente. El trabajo lo divulgó Quineti en un comunicado y lo ha desarrollado asimismo Technology Review.

El desarrollo utiliza una estructura química centrada en sulfuro de hierro y otros elementos que podrían optimizar los costos y la potencia de las baterías que entregan la energía necesaria para el funcionamiento de los motores empleados en coches eléctricos e híbridos, una tecnología que cada vez más empresas del rubro automotor eligen para el lanzamiento de nuevos modelos.

Según Gary Mepsted, director técnico del grupo de ingenieros de QinetiQ, las nuevas baterías poseen un importante número de ventajas sobre la química de las baterías existentes en la actualidad, algo que facilita el logro de distintos beneficios en su funcionamiento. Vale recordar que la potencia, el costo y la autonomía de estas baterías son condicionantes que han frenado hasta hoy un mayor desarrollo de estas opciones.

Mayor potencia y autonomía y menor costo

De acuerdo a los responsables de esta innovación tecnológica, la nueva batería costará la mitad que las utilizadas actualmente en vehículos eléctricos e híbridos. Asimismo, podría durar más tiempo activa y recargarse más rápidamente que otras baterías de litio-ion.

En comparación con una batería estándar de litio-ion, la nueva batería ha demostrado multiplicar alrededor de 1,6 veces la densidad de energía y lograr una potencia un 50 por ciento más alta. Esto permitiría el desarrollo de vehículos híbridos y eléctricos en modalidad plug-in de carga y descarga más rápida.

Asimismo, los investigadores creen que las nuevas baterías de litio-ion pueden ser una alternativa atractiva con relación a las baterías que se utilizan en este momento en los coches híbridos y eléctricos. Porque aunque las baterías de litio-ion estándar son relativamente baratas y pueden almacenar una considerable cantidad de energía frente a otras tecnologías, existen una serie de desafíos tecnológicos que impiden una mayor practicidad para su uso en vehículos.

Por ejemplo, los coches eléctricos plug-in requieren baterías con mayores densidades de energía para ampliar su utilidad y versatilidad. En el caso de los híbridos, la densidad de potencia de las baterías estándar de litio-ion no es aún ideal como para hacer frente a la rápida carga y descarga que requieren los sistemas de frenado regenerativo utilizados en los modelos actuales.

Más seguras

Otra cuestión que no puede soslayarse es la seguridad de estas baterías. Al respecto, Jeff Dahn, profesor de física y química en la Universidad de Dalhousie en Halifax, Canadá, cree que en dispositivos pequeños como teléfonos celulares, por ejemplo, este es un problema menor, pero cuando se emplean células grandes es difícil lograr estabilidad en condiciones de uso intenso.

Dentro de las posibles consecuencias negativas se incluyen sobrecargas o colisiones, que pueden causar que las baterías se quemen o incluso exploten. Por consiguiente, el enfoque de QinetiQ implica la realización de cátodos de litio-iones de sulfuro de hierro en lugar de los comunes de litio-óxido de cobalto.

Esta composición química incluye dos iones de litio para cada sulfuro, lo que permite crear un enorme aumento en la densidad de energía y mejorar la estabilidad y seguridad de las baterías. Las nuevas baterías se han desarrollado con la colaboración de la compañía Ricardo, con sede en Warwickshire.

Por otra parte, el costo es un problema importante, ya que las baterías actuales son entre tres y cinco veces más caras con respecto a lo que requiere la industria para incrementar la rentabilidad de estos desarrollos. Qinetiq habría resuelto este problema, logrando que las nuevas baterías alcancen la mitad del costo de las baterías convencionales.

Desarrolladas como parte de un proyecto que incluye una inversión de 3,2 millones de dólares, las baterías han sido probadas con éxito hasta el momento únicamente en condiciones limitadas. Es necesario que haya un mayor desarrollo de la química de las células antes que estas baterías puedan ser consideradas para la producción.