Descubren baterías de litio con hasta el triple de capacidad utilizando imanes
Las mejoras en el campo de las baterías se realizan normalmente en tres ámbitos: vida útil, seguridad y rendimiento. Cuando se mejora uno de ellos, la mayoría de veces es en detrimento de alguno de los otros dos. Se está investigando bastante en este ámbito, ya que todo elemento electrónico hoy en día tiene batería de algún tipo, sobre todo nuestros teléfonos y los futuros coches eléctricos.
En este ámbito, un grupo de científicos ha publicado en la revista Nature Energy un artículo en el que explican cómo han conseguido utilizar campos magnéticos para conseguir baterías hasta tres veces más eficientes. Para ello, utilizan estos campos magnéticos para alinear las láminas de grafito de las baterías. Este alineamiento permite un mejor rendimiento, ya que iones de litio pueden tomar mejores caminos para transitar dentro de la batería.
Las baterías de iones de litio actuales llevan grafito en su interior. Se utiliza porque es barato, es capaz de almacenar energía en poco espacio, no es tóxico y es seguro y estable. A pesar de estas ventajas, tiene una desventaja: el grafito limita mucho el movimiento de los iones de litio. El movimiento de estos iones es vital en los procesos de carga y descarga. El hecho de que se muevan lentamente es lo que limita que se creen baterías de mayor capacidad.
Para agrupar mejor las láminas de grafito, los investigadores pensaron en utilizar campos magnéticos. El problema es que el grafito no responde ante campos magnéticos. Para solventar esto, impregnaron de nanopartículas de óxido de hierro y suspendieron las partículas en etanol. Utilizaron un químico aglutinante para homogeneizar la mezcla, y la mantuvieron ligeramente diluida para que las láminas tuvieran espacio de movimiento.
En la fabricación de los electrodos, las partículas de grafito se orientaron utilizando un campo magnético giratorio alineado perpendicularmente a la parte de la batería que hace los intercambios de cargas con el grafito. La fuerza que consiguieron con estos imanes fue de 100 mT. Un imán de frigorífico tiene entre 1 y 5 mT, y un imán de neodimio 1250 mT.
Las láminas generadas con este método permitían una velocidad de movimiento entre los electrodos de hasta 4 veces más. Hicieron pruebas de duración en las baterías resultantes (no eran baterías completas como tal), y comprobaron que el mejor alineamiento de las láminas aumentaba la duración de las baterías entre 1.6 y 3 veces.
Esto demuestra que la arquitectura de las baterías juega un papel muy importante en su duración, y se harán más estudios para determinar si es viable su utilización en baterías comerciales.