Baterías de iones de magnesio

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Los investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han dado un paso importante hacia el desarrollo de una batería de iones de magnesio, cuya tecnología podría ser  muy superior a utilizada actualmente en los coches eléctricos, de iones de litio.

En su estudio han demostrado la posibilidad de en sustituir los iones de litio, cada uno de los cuales lleva una sola carga positiva, por iones de magnesio, que contiene una segunda carga positiva, utilizando la misma estructura de electrodos que se usa actualmente en las baterías. El magnesio es un ión con dos cargas positivas en su estructura química por lo que logra mover el doble de electrones. Así lo explica Jordi Cabana, profesor de química e investigador principal del estudio: “Esperamos que este trabajo abra un camino nuevo en el diseño de las baterías de alto voltaje con alta capacidad energética”.

Para comprender la importancia de la sustitución de los iones de litio por magnesio es necesario explicar el funcionamiento básico de una batería. Cada una de ellas consta de un electrodo positivo y otro negativo, además de un electrolito. Los electrones y los iones que se intercambian entre los electrodos son generalmente de carga positiva. Los iones fluyan a través del electrolito, que es un aislante eléctrico, a fin de obligar a los electrones a circular a través del circuito externo para accionar el vehículo (o el dispositivo que utilice la batería).

Para recargar la batería, el flujo se invierte introduciendo una corriente eléctrica. Pero la reacción química no es perfectamente eficiente, lo que limita el número de veces que la batería se puede recargar: “Cuantas más veces se pueden hacer esta operación, más veces se podrá recargar la batería y se aumentar su vida útil”. Gracias a la mayor carga del magnesio se puede maximizar el número de electrones movidos por ion, ya que estos distorsionan la estructura del material del electrodo cuando entran y salen de él, en los procesos de carga y descarga. Cuanto más distorsionada está la estructura, mayor es el coste necesario de energía para volver a realizar el movimiento de esos iones haciéndose más difícil la recarga.

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Cabana pone un ejemplo muy gráfico para explicar este efecto: “Al igual que un garaje el espacio para los coches es fijo, se puede aumentar el número de personas que entran en cada coche sin distorsionar la estructura del garaje”.

A falta de concluir los estudios de reversibilidad del magnesio este se podría integrar en la estructura del electrodo y logar baterías con mayor número de ciclos de carga. “Todavía no es una batería, es parte de una batería, que utilizaría la misma reacción química que los dispositivos actuales” afirma Cabana.

La investigación tiene como objetivo lograr avances revolucionarios en el rendimiento de la batería y forma parte de los trabajos del Joint Center for Energy Storage Research, un Departmento de Energía e Innovación del Argonne National Laboratory.

Fuente: electric-vehiclenews.com

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