Un nuevo estudio parece haber descubierto por qué el silicio rompe las baterías
Energía renovable15/03/2023
Marcos Bach
El mundo entero está metido en la carrera por conseguir la batería perfecta. Con un futuro dominado por lo eléctrico, la necesidad de tener baterías con una gran autonomía se ha convertido en algo muy real para todos. TopGear.es comparte lo investigando de todo tipo de alternativas para dar con la fórmula correcta, especialmente para beneficiar a los coches eléctricos.
En esta carrera están metidos científicos de todo el mundo, cada uno con un planteamiento diferente. Unos prueban con el grafeno, otros con el litio, los terceros con el sodio y unos cuartos con el silicio. Cada material tiene sus ventajas y, sobre todo, sus inconvenientes.
La cuestión es que uno de estos químicos, el silicio concretamente, tiene el poder de almacenar hasta 10 veces más energía que las soluciones actuales de grafito, de ahí su futuro esperanzador.
El problema es que el silicio no resiste tan bien el estrés de los ciclos de carga de las baterías, pero gracias a unas observaciones inéditas, los investigadores han conseguido entender las razones y han descubierto pistas sobre cómo evitar este rápido deterioro.
Para conocer este proceso, científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico utilizaron un microscopio electrónico de transmisión modificado para registrar la actividad molecular dentro de una batería de litio con ánodo de silicio mientras se cargaba y descargaba.
Esto demostró que a medida que los iones de litio que se marchaban creaban estos huecos y evolucionaban hasta convertirse en agujeros cada vez más grandes en los que el electrolito líquido se iba colando.
Así se expande el silicio con el uso | Chongmin Wang/Pacific Northwest National Laboratory
Esto acabó modificando la estructura clave en el borde del ánodo llamada interfase sólido-electrolito, infiltrándose en el ánodo y formando nuevas zonas donde no deberían. El resultado final fue la creación de zonas muertas que dejan al ánodo sin poder funcionar.
Los científicos observaron que este proceso se iniciaba después de un solo ciclo de la batería, y en 36 ciclos, la capacidad de la batería para mantener la carga se reducía considerablemente. Después de 100 ciclos, el ánodo estaba destruido.
Al poder observar todo este proceso, los científicos creen que tienen las herramientas para poder solucionar este problema de zonas muertas, lo cual podría convertir en una realidad las baterías con silicio, consiguiendo así autonomías nunca vistas hasta la fecha.
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