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Estas baterías mantienen la capacidad incluso bajo un sol abrasador o un frío glacial.

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Uno de los retos en el desarrollo de baterías, además de hacer que duren más, es que funcionen correctamente en condiciones climáticas adversas. Este era el objetivo de los investigadores de la Universidad de California en San Diego, quienes crearon una batería de iones de litio con un propósito específico: funcionar bien tanto en el calor abrasador como en el frío helado.

Más que hacer que tu celular funcione aún en condiciones desfavorables, el desarrollo de una batería resistente a las variaciones del tiempo tiene una importante aplicación en el desarrollo de vehículos eléctricos.

Como explica Zheng Chen, profesor de nanoingeniería en la Universidad de California y autor del estudio, esta capacidad de hacer frente a las temperaturas más extremas puede aumentar la capacidad de los vehículos. En los días fríos, el automóvil podía recorrer distancias más largas con una sola carga; en los días calurosos, se reduciría la dependencia de los sistemas de refrigeración.

El tema de la calefacción no es sólo un problema externo, derivado del calor atmosférico. La corriente generada por la propia batería produce calor, por lo que es especialmente importante que el vehículo sea capaz de soportar altas temperaturas. Para colmo, las baterías suelen estar en los bajos del coche, cerca del asfalto, que se calienta mucho con el fuerte sol.

Zheng Chen muestra que su batería puede soportar incluso las temperaturas más bajas (Imagen: David Baillot/Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego)

En las pruebas, el equipo de Chen pudo demostrar que sus baterías mantuvieron entre el 87,5 % y el 115,9 % de su capacidad a temperaturas entre -40 °C y 50 °C.

Quizás aún más importante, los investigadores notan que las baterías mantuvieron una eficiencia culómbica muy alta de 98,2% y 98,7% a estas temperaturas. Esto significa que las baterías no han perdido gran parte de su vida útil y deben soportar muchos ciclos de carga y descarga antes de perder su capacidad.

La fórmula secreta de la batería

El equipo de Chen contó con un diferenciador para lograr el éxito con este nuevo formato de batería: su electrolito a base de una solución de dibutil éter mezclado con sal de litio. La peculiaridad es que este tipo de éter se une más débilmente a los iones de litio, facilitando la liberación mientras la batería funciona. Esta interacción mejora el desempeño en ambientes fríos, e incluso permite una mejor resistencia al calor, ya que la sustancia permanece líquida incluso a altas temperaturas, con un punto de ebullición de 141°C.

El éter en cuestión también podría ser la solución para posibilitar el próximo salto tecnológico en baterías, que deberían ser las baterías de litio-azufre. Proporcionan mayor densidad energética y menores costes, pero tienen un problema: al ser extremadamente reactivos su cátodo y ánodo, se disuelven durante el funcionamiento, y esto se agrava a altas temperaturas, además del alto riesgo de cortocircuitos. Con todo esto, no es de extrañar que las baterías con esta tecnología duren solo unas pocas decenas de ciclos de recarga.

El electrolito de dibutil éter podría ayudar a evitar estos problemas, predice el equipo. De hecho, en las pruebas, sus baterías resistieron más que otros modelos conocidos de litio-azufre, tanto en altas como en bajas temperaturas.

Fuente: Universidad de California en San Diego

Tommy Banks
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