La electrificación en la industria de la movilidad es una de las soluciones más prometedoras para su descarbonización. Está basada en la alimentación con baterías de litio y cobalto las cuales son muy caras, pesadas y grandes. No obstante Japón ha descubierto un material milagro que reducirá el precio de los coches eléctricos.
El desarrollo de una batería para coches eléctricos libre de cobalto
En las baterías de litio, el níquel y el cobalto son elementos de los que están hechos los cátodos. En el caso del segundo, es el encargado de que la batería mantenga por más tiempo la carga pero a su vez es el elemento más caro, incluso que el propio litio, debido a su escasez y dificultad de extracción.
Sin embargo, un equipo de científicos y académicos de la Universidad Nacional de Yokohama en Japón ha descubierto una forma de eliminar el cobalto de las baterías en los coches, lo cual hará que su precio solo sea una fracción del actual. Este material milagro tiene como base el óxido de litio con manganeso.
¿De qué está hecha esta batería innovadora? El secreto detrás de su densidad energética disparada
Los electrodos de las baterías son el camino para que los coches aprovechen la energía de la batería. Para eliminar el cobalto en su composición tuvieron como punto de partida baterías de LiMnO2, que no tienen este elemento pero poseen un muy bajo rendimiento así como una pobre densidad energética.
Los investigadores procedieron a estudiarlo utilizando difracción de rayos X, que es un método que permite reconstruir la estructura molecular de los compuestos, complementado con diferentes tecnologías electroquímicas y apoyados con un microscopio electrónico de alta potencia.
Para este estudio, se utilizaron varias formas de este compuesto y, finalmente, lo modificaron en teoría. Posteriormente, sintetizaron una versión que ofrece una eficiencia muy alta y una densidad energética que es tres veces más grande en comparación con la forma de LiMnO2 original.
Físicamente este compuesto tiene una forma física que es cristalina y mixta, que fue llamada “red monoclínica”. Asimismo, se solucionó el problema de la disolución del manganeso recubriéndolo con una mezcla de fosfato de litio con un electrolito de muy alta concentración.
Respecto a esto último, la batería construida con este material no tuvo una caída de voltaje significativa durante los ciclos de descarga y carga lo que es básico para la integridad de la máquina del coche. En este sentido, su capacidad es de una densidad de energía de 820 Wh/kg.
De esta retuvo el 75 % lo que es una cifra muy alta para cualquier batería para coches. Otro punto que sorprendió a los creadores de este material, fue su extremadamente alta velocidad de carga y su pronta recuperación de una descarga corta. Asimismo, su tamaño resulta más compacto y es muy ligera.
Su método de fabricación es amigable con el medio ambiente lo que hace que los coches sean a su vez más sostenible en su fabricación y uso. También es libre de emisiones de gases de efecto invernadero y es ecológico. Como sus materiales son completamente orgánicos es reciclable y biodegradable en muy corto tiempo.
Este método crea baterías que son mucho más baratas
Es bien sabido que uno de los elementos que encarecen los coches eléctricos son las baterías, por lo que al ser más económicamente accesibles también abaratarían su costo. Por lo que el Japón con esta tecnología podría fabricar vehículos que saldrían casi gratis para la venta.
En conclusión, con este material milagro se pueden elaborar baterías que resultarían mucho más económicas que los actuales. Lo que producirá que el mercado de los coches eléctricos se expanda. Por lo que bien valió esperar décadas para el descubrimiento de este compuesto.
