Un equipo de investigadores japoneses de la Universidad de Yokohama ha desarrollado un nuevo electrodo para las baterías de ion-litio que alimentan a los vehículos eléctricos que podría hacer que cuesten menos, doten a los coches de una mayor autonomía e incluso que duren más.
Los vehículos eléctricos se ven cada vez más como una respuesta a los desafíos del cambio climático, ya que son cero emisiones y más eficientes con la energía que los vehículos de gasolina y diésel, incluso aunque los vehículos eléctricos se alimenten de electricidad generada con carbón. Si, además, se añaden fuentes de energía renovables a la mezcla, se obtendrá una forma de transporte verdaderamente libre de carbono.
Teniendo en cuenta que el transporte representa alrededor del 13% de la huella de carbono de Europa, es un beneficio que podría tener un impacto significativo y positivo.
Pero lo que frena la adopción de los vehículos eléctricos es el alto precio de las baterías, que puede valorarse hasta en un 30% del costo total de un automóvil, en parte debido al uso de materiales caros como el cobalto.
La nueva investigación, que se ha publicado en Materials Today, describe un nuevo material de electrodo que utiliza titanio y manganeso, que son abundantes y, por lo tanto, más asequibles.
"Se necesitan materiales de electrodos con mayor densidad energética para avanzar en las baterías de ion-litio y desarrollar aún más los vehículos eléctricos", dijo Naoaki Yabuuchi, profesor de la Universidad de Yokohama que dirigió la investigación, en un comunicado. "Nuestro artículo demuestra un nuevo electrodo para este propósito".
Los electrodos son el "corazón" de una batería: transforman la energía almacenada y permiten que se descargue para alimentar un dispositivo, como un automóvil eléctrico. Estudios anteriores han demostrado que una combinación de iones de manganeso, titanio y oxígeno mezclados con iones de litio podría aumentar la entrada y salida de energía en una batería, los iones se desplazaban demasiado lentamente para que esa combinación fuera útil.
Sin embargo, la nueva investigación muestra que al "micro-fresar" los materiales hasta el tamaño nano, la partícula puede viajar más rápidamente, incluso a temperatura ambiente. El resultado es un "intercambio más robusto", dicen los investigadores, permitiendo que la batería retenga y disperse más energía, al mismo tiempo que prolonga el ciclo de vida de la batería.
Como esta combinación usa materiales más comunes, también haría que las baterías de iones de litio sean más baratas de fabricar. "Tanto el titanio como el manganeso son elementos abundantes, lo que significa que podemos hacerlos rentables, sin iones de níquel y cobalto utilizados para los vehículos eléctricos actuales, y materiales de electrodos de alto rendimiento con ellos", dice Yabuuchi.
"Este hallazgo contribuye a la reducción del costo de la batería y un aumento en la realidad práctica de aplicaciones tales como vehículos eléctricos y más".
La investigación fue apoyada por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología y la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón, y los próximos pasos son trabajar con la industria para una posible comercialización.
"Ahora, estamos colaborando con socios de la industria para utilizar nuestros materiales de electrodos para aplicaciones prácticas", dice Yabuuchi. Y concluye: "Nuestro estudio conduce potencialmente a una menor dependencia de los combustibles fósiles y al desarrollo de una nueva sociedad energética basada en energías renovables en el futuro, sobre la base de baterías duraderas y de alta energía".
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