NIMS y Softbank Corp. han desarrollado una batería de litio-aire con una densidad de energía superior a 500Wh/kg, significativamente mayor que la de las actuales baterías de iones de litio. El equipo de investigación confirmó entonces que esta batería puede cargarse y descargarse a temperatura ambiente. Además, el equipo descubrió que la batería desarrollada por el equipo presenta las mayores densidades de energía y los mejores rendimientos de vida útil jamás logrados. Estos resultados suponen un gran paso hacia el uso práctico de las baterías de litio-aire.
Las baterías de litio-aire tienen el potencial de ser las baterías recargables definitivas: Son ligeras y de gran capacidad, con densidades energéticas teóricas varias veces superiores a las de las baterías de iones de litio actualmente disponibles. Debido a estas ventajas potenciales, podrían utilizarse en una amplia gama de tecnologías, como los drones, los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de electricidad en los hogares.
El NIMS ha llevado a cabo una investigación básica sobre las baterías de litio-aire con el apoyo del programa ALCA-SPRING (ALCA: Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program, SPRING: Specially Promoted Research for Innovative Next Generation Batteries). Este programa ha sido financiado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) con el objetivo de acelerar la I+D de baterías recargables de gran capacidad.
En 2018, NIMS y Softbank cofundaron el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas para llevar a cabo investigaciones con el objetivo de poner en práctica las baterías de litio-aire en las estaciones base de telefonía móvil, el Internet de las Cosas (IoT), las HAPS (estaciones de plataforma de gran altitud) y otras tecnologías. A pesar de sus elevadas densidades energéticas teóricas, sólo se ha fabricado y evaluado un pequeño número de baterías de litio-aire con altas densidades energéticas. Este éxito limitado se atribuye al hecho de que una gran proporción en peso de la batería de litio-aire contiene componentes inactivos pesados (por dar un ejemplo, separadores y electrolitos) que no participan directamente en las reacciones reales de la batería.
Este equipo de investigación había desarrollado previamente materiales de batería originales que aumentan significativamente el rendimiento de las baterías de litio-aire en la investigación apoyada por ALCA-SPRING. A continuación, el equipo desarrolló una técnica para fabricar pilas de litio-aire de alta densidad energética en el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas del NIMS-SoftBank. Por último, crearon una nueva batería de litio-aire combinando estos nuevos materiales y las técnicas de fabricación.
La batería desarrollada presentaba una densidad energética de más de 500 Wh/kg, sustancialmente superior a la de las baterías de iones de litio disponibles en la actualidad. Además, la reacción de descarga y carga repetida se produce a temperatura ambiente. La densidad de energía y el rendimiento del ciclo de vida de esta batería se encuentran entre los más altos jamás alcanzados, según los estudios realizados por el NIMS (al 14 de diciembre de 2021)
El equipo está desarrollando actualmente materiales de batería de mayor rendimiento y planea integrarlos en la batería de litio-aire recién desarrollada con el objetivo de aumentar en gran medida el ciclo de vida de la batería. A continuación, el equipo tiene previsto acelerar los esfuerzos para poner la batería en uso práctico en el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas del NIMS-SoftBank.
Este proyecto fue llevado a cabo por un equipo de investigación dirigido por Shoichi Matsuda (Investigador Principal, NIMS), Manai Ono (Investigador Postdoctoral, NIMS), Shoji Yamaguchi (Personal Especializado, NIMS) y Kohei Uosaki (Becario de Investigación, NIMS; también Director, Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas NIMS-SoftBank).
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Alberto Berrios
Escribo sobre productos relacionados con el audio desde pequeños altavoces inalámbricos hasta grandes sistemas Hi-Fi. No comparo estos productos con otros, sino que muestro los puntos fuertes y débiles de cada dispositivo separado. Si quieres saber si un determinado producto merece la pena, ¡consulta una de mis reseñas antes de hacer la compra! Gracias por leer, hasta la próxima.
