Investigadores de la Universidad de Monash han dado un paso más hacia el santo grial de la energía renovable: la capacidad de almacenarla a bajo coste. El equipo ha creado una nueva capa intermedia de batería de litio-azufre que favorece una transferencia de litio excepcionalmente rápida, mejorando también el rendimiento y la vida útil de las baterías.
Esta batería de litio-azufre, más barata, más ecológica y más rápida, permite cargar y descargar las baterías y descargar la energía a un ritmo mucho más rápido que el ofrecido hasta ahora, y puede fabricarse en Australia.
Este último avance, publicado por la Royal Society of Chemistry, es la continuación del trabajo líder mundial en el desarrollo de baterías de litio realizado por un equipo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Monash dirigido por el profesor Matthew Hill, el doctor Mahdokht Shaibani y el profesor Mainak Majumber, en colaboración con la CSIRO, la Agencia Nacional de Ciencia de Australia.
«Una capa intermedia de la batería de litio se sitúa en el centro de la batería y mantiene los electrodos separados, lo que ayuda a que el litio pase de un lado a otro de la batería más rápidamente. La nueva capa intermedia supera la lentitud de carga y descarga de las baterías de litio-azufre de la generación anterior», explica el profesor Hill.
A medida que el mundo cambia cada vez más la energía de los combustibles fósiles por la electrificación sin emisiones, las baterías de litio se están convirtiendo en una herramienta de almacenamiento vital para facilitar la transición energética.
Son la opción preferida para alimentar desde dispositivos domésticos como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y vehículos eléctricos hasta grandes industrias como la aviación y la tecnología marina.
Las baterías de litio-azufre ofrecen una mayor densidad energética y una reducción de costes en comparación con la anterior generación de baterías de iones de litio, pueden almacenar de dos a cinco veces más energía por peso que la actual generación de baterías de iones de litio. Esto significa que un coche con una de estas baterías sólo tendría que cargarse una vez a la semana. Sin embargo, antes los electrodos de las baterías de litio-azufre se deterioraban rápidamente y las baterías se rompían.
La nueva capa intermedia ofrece una gran capacidad y una larga vida útil.
«La capa intermedia impide que los polisulfuros, una sustancia química que se forma en el interior de este tipo de baterías, se desplacen por la batería; los polisulfuros interfieren con el ánodo y acortan la vida de la batería. Esto significa que la batería puede cargarse y descargarse hasta 2.000 veces sin fallar», afirma el autor principal, el candidato al doctorado Ehsan Ghasemiestabanati.
Además, las baterías de litio-azufre no dependen de metales como el cobalto, el níquel y el manganeso, que son minerales fundamentales en las baterías de iones de litio. La oferta de estos metales es cada vez menor en todo el mundo y a menudo se extraen en lugares con alto riesgo soberano. El azufre es abundante en Australia y se considera un residuo o subproducto.
«Estas baterías no dependen de minerales que van a carecer de suministro a medida que avanza la revolución de la electrificación, por lo que se trata de un paso más hacia unas baterías más baratas, limpias y de mayor rendimiento que podrían fabricarse en Australia», afirma el profesor Hill.
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