El electrolito de madera para las baterías de nueva generación ofrece una conductividad récord

Las baterías de litio modernas suelen utilizar un electrolito líquido para transferir iones entre los dos electrodos, pero los científicos que estudian alternativas sólidas han descubierto algunas posibilidades interesantes. Entre ellos se encuentran los autores de un nuevo estudio, que han utilizado la celulosa derivada de la madera como base de uno de esos electrolitos sólidos. Tiene el grosor del papel y puede doblarse y desdoblarse en respuesta a los ciclos de la batería.

¿Cuál es el inconveniente de las baterías modernas?

Uno de los inconvenientes de los electrolitos utilizados en las baterías de litio modernas es que contienen líquidos volátiles que conllevan un riesgo de incendio en caso de cortocircuito. Los electrolitos sólidos, por su parte, pueden fabricarse con materiales no inflamables, hacen que el dispositivo sea menos propenso a la formación de dendritas y pueden abrir posibilidades totalmente nuevas para la arquitectura de las baterías.

Muchos de los electrolitos sólidos desarrollados hasta ahora se han fabricado a partir de materiales cerámicos, que son muy eficientes en la conducción de iones, pero no conducen muy bien durante la carga y la descarga debido a su fragilidad. Los investigadores de la Universidad de Brown y de la Universidad de Maryland buscaron una alternativa y utilizaron como punto de partida las nanofibrillas de celulosa que se encuentran en la madera.

Lo que sugieren los científicos

Estos tubos poliméricos de madera se han unido al cobre para crear un conductor iónico sólido que tiene una conductividad similar a la de la cerámica y es 10-100 veces mejor que otros conductores iónicos poliméricos. Según el equipo, esto se debe a que la adición de cobre crea un espacio entre las cadenas de polímeros de celulosa para formar "superautopistas de iones" que permiten que los iones de litio viajen con una eficiencia récord.

Y como el material es delgado y flexible, los científicos creen que soportará mejor las tensiones de los ciclos de la batería. También afirman que tiene estabilidad electroquímica, lo que permitiría crear ánodos de metal de litio y cátodos de alto voltaje, o podría actuar como material de unión que encapsulara cátodos ultra gruesos en baterías de alta densidad.

Fuente: brown.edu, nature, newatlas

Ilustración: Danilo Alvesd