Una investigación de científicos de Estados Unidos podría conducir a la creación de baterías más ligeras y de carga más rápida, adecuadas para alimentar un traje espacial o incluso un vehículo que explore la superficie de Marte.
El estudio de la Universidad de Clemson, publicado en la revista Applied Materials and Interfaces de la American Chemical Society y financiado por la NASA, propone reemplazar el uso del ánodo de grafito por un ánodo de silicio.
Ramakrishna Podila, profesor asistente en el departamento de física y astronomía de la Universidad de Clemson, aseguró que incluso las nuevas y revolucionarias baterías podrían usarse próximamente en satélites estadounidenses.
“La mayoría de los satélites obtienen su energía principalmente del Sol. Pero los satélites deben almacenar energía para cuando están a la sombra de la Tierra. Tenemos que hacer que las baterías sean lo más livianas posibles, porque cuanto más pesa el satélite, más cuesta su misión”, detalló.
Los investigadores indicaron que el ánodo de grafito en una batería de iones de litio “no puede almacenar mucha carga”, por lo que optaron por trabajar con silicio, que puede guardar más energía en celdas más ligeras.
Uno de los obstáculos fue que el silicio se rompe en pedazos más pequeños cada vez que se carga y descarga. Para ello, desarrollaron partículas de silicio “nanométricas”, que aumentan la estabilidad y proporcionan un ciclo de vida más largo.
Las nuevas baterías utilizan capas de un material de nanotubos de carbono llamado Buckypaper, con las nanopartículas de silicio intercaladas en el medio. Con ese tipo de cobertura, incluso si las partículas de silicio se rompen, “todavía están en el sándwich”, detalló el investigador.
Carga más rápida
El uso de baterías hechas de silicio y otros nanomateriales no solo aumenta la capacidad, sino que también permite aumentar cuatro veces la velocidad de cargar de las baterías. Esto es posible porque las baterías utilizan nanotubos como un mecanismo de amortiguación, según los investigadores.
Las baterías más livianas que se cargan más rápido y ofrecen una eficiencia mucho mayor no solo favorecerán a los astronautas que usan trajes a batería, sino también para los científicos e ingenieros que tienen que llevarlos a sus destinos.
“El silicio como ánodo en una batería de iones de litio representa el ‘santo grial’ para los investigadores en este campo”, precisó Apparao Rao, director del Clemson Nanomaterials Institute (CNI), quien adelantó que estas baterías próximamente también podrían llegar a los vehículos eléctricos.
