Las baterias de Litio-ion nos han dado los coches electricos, portátiles, smartphones y muchos de los aparatos digitales modernos, pero no son particularmente eficientes ni energéticamente densas, tal y como muestra la gráfica inferior. La densidad energética del litio-ion es muy mala comparada con prácticamente cualquier cosa.Lithium-Air

EnergyDensity

2190-4286-6-105-1

Esta gráfica también muestra Litio-aire (barra superior) contra otras tecnologías de baterías, incluyendo sodio-aire, litio-azufre y litio-ion. Notese que la densidad energética de litio-aire es hasta diez veces superior que una de litio-ion. 

¿Así qué donde están las baterías? 

Aquí es donde tenemos que emplear un poco de perspectiva. Fabricar una batería de litio-ion mejor es fácil, y hemos estado haciéndolo desde la década de los 70. Las baterías primarias (no recargables)  se sabe que ofrecen entre cuatro y ocho veces mejor que la densidad de las baterías de litio-ion, claro que estas baterías pueden ser reemplazadas ya que no pueden recargarse.

Un Tesla Model-S o equivalente recorre 2000 millas por recarga pero necesitaría baterías por valor de 10.000 dólares lo que no es especialmente práctico.

They're not quite ready for cell phones, but these lithium-air batteries are an important step forward

No están listas aún para los teléfonos móviles, pero estas baterías son un paso adelante muy importante.

Crear densidades energéticas más altas es fácil. Pero producir en masa baterías que no exploten, sufran degradación térmica, sean duraderas, no produzcan subproductos tóxicos durante la descarga/carga y sean baratas es extremadamente difícil. Muchos de estos problemas han impedido a las baterías de aire-litio llegar al mercado. Entre otros algunos diseños se degradan rápidamente, se dañan en presencia de agua (un problema en este planeta) o no soportan múltiples ciclos de carga/descarga. Una batería que solo retiene el 90% de la carga tras cinco ciclos y se degrada hasta el 50% tras diez no es muy útil.

 

Esta investigación de la universidad de Cambridge parte de un electrodo de carbono muy poroso, esponjoso, fabricado a partir de grafeno, láminas de un átomo de carbono, y aditivos que alteran las reacciones químicas que tienen lugar en la batería, haciendolas más estables y eficientes. “Lo que hemos logrado es un avance significativo para esta tecnología y abre nuevas áreas de investigación, no hemos resuelto todos los problemas inherentes a esta composición química, pero nuestros resultados muestran vías hacia una utilidad en dispositivos prácticos” Afirmó la profesora Clare Grey del departamento de Química de la Universidad de Cambridge, la autora senior del documento.

El nuevo diseño presentado en este documento se base en el hidróxido de sodio y es mucho más resistente al agua que los diseños anteriores. El equipo rediseñó el electrodo de la batería y cambió la composición del electrolito, reduciendo la diferencia de potencial entre los estados de carga máxima y mínima. Sin embargo las formaciones dentríticas continúan siendo un problema la batería solo puede ser ciclada en oxígeno puro. Lo cual es un problema para una batería que se pretende usar en condiciones atmosféricas. Estas barreras son lo que hace a los investigadores ser cautos y afirmar que esta tecnología está aún a una década de tener aplicaciones comerciales.

Fuente: extremetech