El paso más allá del litio: hacia baterías multivalentes con mejores características que las actuales, desde el punto de vista de los investigadores de la Universidad británica de Bath, que han demostrado las posibilidades reales de nuevos materiales.
La dependencia mundial de las baterías recargables crece cada vez más y en usos cada vez más esenciales, desde teléfonos móviles, pasando por coches eléctricos hasta aplicaciones estacionarias, cada vez más demandadas. En la actualidad esta demanda es absorbida por baterías de iones de litio. Pero para lograr la transición desde los combustibles fósiles a fuentes de energía de bajas emisiones se necesitarán nuevas tecnologías de baterías para nuevas aplicaciones y un almacenamiento de energía más eficiente.
Uno de los enfoques para desarrollar baterías que almacenen más energía es usar metales ‘multivalentes’ en lugar de litio. En las baterías de iones de litio, la carga y la descarga se realiza mediante transferencias de iones de litio dentro de la batería. Por cada ion de litio transferido, también se transfiere un electrón, produciendo una corriente eléctrica. En las baterías multivalentes, el litio sería reemplazado por un metal diferente que sería capaz de transferir más de un electrón por ion. Así, para el mismo tamaño de baterías se lograría una mejor capacidad de almacenamiento de energía y un mayor rendimiento.
El equipo Universidad británica de Bath demostró que el dióxido de titanio puede ser modificado para permitir su uso como electrodo en baterías multivalentes, proporcionando una valiosa prueba del desarrollo de este nuevo concepto.
El equipo internacional de la Universidad de Bath formado por científicos de Francia, Alemania, Holanda y Estados Unidos, introdujo deliberadamente defectos en el dióxido de titanio para formar altas concentraciones de agujeros microscópicos y mostraron que estos pueden ser ocupados de forma reversible por magnesio y aluminio que llevan más de un electrón por ion.
El equipo también describe una nueva estrategia química para el diseño de materiales que se pueden utilizar en futuras baterías multivalentes. La investigación se publica en la revista Nature Materials.
Dr. Benjamin Morgan, del Departamento de Química de la Universidad de Bath: «Las baterías multivalentes son una dirección realmente emocionante para la tecnología de baterías. Potencialmente ofrecen densidades de carga más altas y un mejor rendimiento. Las nuevas tecnologías de baterías van a ser cada vez más importantes, nos alejamos de los combustibles fósiles y adoptamos fuentes de energía más ecológicas. Hay bastantes obstáculos técnicos a superar, incluyendo la búsqueda de materiales que son buenos electrodos para los iones multivalentes. Hemos demostrado una manera de modificar el dióxido de titanio para convertirlo en un electrodo multivalente A largo plazo, esta prueba de concepto es un paso posible ‘más allá de las baterías de litio’ con un rendimiento superior”.
