Científicos japoneses tienen la fórmula para cargar más rápido las baterías de litio

Un grupo de científicos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (Japan Advanced Institute of Science and Technology, en inglés) dice tener la fórmula para terminar con uno de los problemas que se presenta en materia de electromovilidad: la carga rápida de las baterías de litio.

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Se trata de un método de fabricación de ánodos que podría dar lugar a baterías de iones de litio de carga muy rápida.

Según publicaron en un artículo en la revista Chemical Communications, los investigadores detallan que su “estrategia constituye una forma relativamente sencilla, respetuosa con el medioambiente y muy eficiente de producir un ánodo de carbono con un contenido muy alto de nitrógeno”.

“Ya se sabe que una forma de acortar el tiempo de carga de las LIB es aumentar la velocidad de difusión de los iones de litio, lo que a su vez puede hacerse aumentando la distancia entre capas en los materiales a base de carbono utilizados en el ánodo de la batería. Esto se ha conseguido con cierto éxito introduciendo impurezas de nitrógeno, lo que técnicamente se denomina dopaje de nitrógeno. Sin embargo, no existe ningún método fácil de controlar la distancia entre capas ni de concentrar el elemento dopante”, explican en el sitio World Energy Trade.

Para dar solución a este problema, el equipo japonés utilizó poli (benzimidazol), “un polímero de base biológica que puede sintetizarse a partir de materias primas de origen biológico como material precursor del ánodo”.

Así, calentando este material a una temperatura estable a 800°C, “el grupo consiguió preparar un ánodo de carbono con un contenido de nitrógeno del 17% en peso, lo que supone un récord”.

“Comprobaron el éxito de la síntesis de este material y estudiaron su composición y propiedades estructurales mediante diversas técnicas, como la microscopía de túnel electrónico de barrido, la espectroscopia Raman y la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X”, agrega el mismo medio.

Para comprobar el rendimiento de su innovación, los científicos construyeron medias celdas y celdas completas y realizaron pruebas de carga y descarga.

Material “adecuado” para los vehículos eléctricos

“El material del ánodo propuesto resultó adecuado para la carga rápida, gracias a su mejor cinética de iones de litio. Además, las pruebas de durabilidad mostraron que las baterías con el material anódico propuesto conservaban alrededor del 90% de su capacidad inicial incluso después de 3.000 ciclos de carga y descarga a altas velocidades, lo que es considerablemente más que la capacidad retenida por las células basadas en grafito”, sumaron.

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“La velocidad de carga extremadamente rápida con el material del ánodo que hemos preparado podría hacer que fuera adecuado para su uso en los vehículos eléctricos“, sostuvo Noriyoshi Matsumi, el director del equipo, en un comunicado de prensa.

Y agregó: “Es de esperar que unos tiempos de carga mucho más cortos atraigan a los consumidores a elegir los VE en lugar de los vehículos de gasolina, lo que en última instancia conducirá a un entorno más limpio en todas las grandes ciudades del mundo”.