Descubre la ciencia el secreto detrás del rápido deterioro de la autonomía de las baterías de litio

Descubre la ciencia el secreto detrás del rápido deterioro de la autonomía de las baterías de litio

La autonomía de las baterías de litio, clave para el funcionamiento de dispositivos móviles y vehículos eléctricos, ha sido siempre un tema de gran interés para la comunidad científica y los consumidores. Sin embargo, el rápido deterioro de esta autonomía ha sido un misterio hasta ahora. Los investigadores han trabajado arduamente para descubrir el secreto detrás de este fenómeno, y finalmente, han descubierto la causa principal que provoca la pérdida de capacidad de las baterías de litio. En este artículo, exploraremos los hallazgos de esta investigación pionera y cómo pueden afectar el futuro del desarrollo de baterías más eficientes y sostenibles.

El Secreto detrás del Rápido Deterioro de la Autonomía de las Baterías de Litio Descubierto

Las ventas de coches eléctricos crecen año tras año en España, pero no son suficientes para conseguir un modelo de movilidad sostenible a corto plazo. Las compras de coches 100% eléctricos son minoritarias, con solo un 0,5% del parque móvil de 2023, aunque suponen un aumento del 54,9% respecto a los datos del año anterior. Lo mismo sucede con los híbridos enchufables (PHEV) con el 0,6% del total, un 46,8% más que en 2022.

Una de las principales preocupaciones de los conductores es la autonomía. Algunos fabricantes como Toyota han conseguido modelos que superan los 1.000 kilómetros, pero son escasos y el precio no es un atractivo para los compradores.

La Investigación que Revoluciona la Industria de las Baterías de Litio

Una investigación reciente de la Universidad de Colorado (Estados Unidos) ha conseguido optimizar el uso de iones de litio para diseñar baterías más eficientes sin aumentar los costes de producción. El estudio demuestra que los iones de hidrógeno que se encuentran en las baterías de litio reducen la autonomía considerablemente.

Según el estudio, los iones de hidrógeno ocupan los huecos entre los enlaces de los iones de litio, lo que reduce la autonomía de la batería. El descubrimiento es un buen punto de partida para desarrollar mecanismos de carga que no interfieran en los enlaces de los iones de litio.

Una batería mejor es muy importante para la transición de nuestra infraestructura energética de combustibles fósiles a fuentes de energía renovables, ha explicado Michael Toney, director del estudio, en un comunicado.

Otros Sectores que se Beneficiarían de una Mayor Investigación

Otros sectores que se podrían beneficiar de una mayor investigación en las propiedades de este material son la aviación o la tecnología. Las pilas de litio se emplean en electrodomésticos inteligentes del hogar, portátiles o bicicletas eléctricas.

La Complejidad de los Procesos Electroquímicos del Litio

No se sabe suficiente acerca de los ciclos de carga del litio. Los procesos electroquímicos del litio son complejos durante la descarga y la carga. El equipo de investigadores ha utilizado rayos X y modelos informáticos para explicar el funcionamiento de las llamadas baterías NMC (siglas de níquel, manganeso y cobalto en inglés).

Estos materiales forman la famosa aleación cuyo óxido sirve como electrodo positivo en una batería. El óxido metálico proporciona partículas cargadas eléctricamente, es decir, iones de litio que llegan al polo negativo cuando la batería está cargada.

El Papel de los Iones de Hidrógeno en la Reducción de la Autonomía

Los iones de litio deben estar presentes en ambos electrodos, el cátodo y el ánodo para que se produzca la reacción química. Los autores del estudio han demostrado que los iones de hidrógeno bloquean los puntos de unión y dificultan que el litio pueda acoplarse con normalidad.

Los iones de hidrógeno debilitan la corriente eléctrica y reducen la capacidad de la batería. Según el estudio, este material se encuentra en mayor o menor medida en la gran mayoría de las pilas de vehículos y aparatos electrónicos.

La investigación puede ser un gran avance para la industria de las baterías de litio y podría cambiar el mundo de los coches eléctricos.