Posiblemente, el nombre de John Goodenough no te suene mucho. Al fin y al cabo, los nombres de las personas detrás de la tecnología que usamos día a día no suelen ser muy conocidos y no son grandes estrellas en los medios. Pero si te digo que es el cocreador de la batería de ion de litio, la cual se usa en portátiles y celulares, te darás cuenta de la importancia de este hombre. Pues bien, pues este buen señor acaba ser noticia de nuevo debido a que a sus 94 años continúa trabajando y haciendo nuevos desarrollos.
En esta ocasión, Goodenough, que es profesor en la Escuela Cockrell de Ingeniería de la Universidad en Texas en Austin, ha liderado un equipo de ingenieros que ha desarrollado la primera batería totalmente de estado sólido. Esto, que en principio es posible que no te diga nada, puede llevar a baterías recargables para los dispositivos móviles, autos eléctricos y sistemas estacionarios de almacenamiento de energía que sean más seguras, se carguen más rápido y tengan más duración.
La investigación de Goodenough ha sido realizada en compañía de la investigadora principal de Cockrell, María Helena Braga y los ingenieros describen su nueva tecnología en un reciente artículo publicado en la revista Energy & Environmental Science. La batería en cuestión es de bajo costo, incombustible y tiene un largo ciclo de vida (es decir, que dura mucho). Tiene una alta densidad de energía volumétrica y altas tasas de carga y descarga.
Según declaró Goodenough, «el coste, la seguridad, la densidad de energía, las tasas de carga y descarga y el ciclo de vida son críticos para que los autos con baterías sean adoptados ampliamente. Creemos que nuestro descubrimiento soluciona muchos de los problemas que son inherentes a las baterías actuales».
La investigación ha demostrado que las nuevas células de estas baterías tienen al menos tres veces más densidad de energía que las de las baterías de ion de litio actuales. Una densidad más alta significa que un auto puede recorrer más distancia entre carga y carga. Además, la tecnología empleada en esta batería permite más ciclos de carga y descarga, lo que quiere decir que las baterías duran más y se cargan con más rapidez. Y aquí estamos hablando de pasar de horas a minutos.
Baterías que no estallan…
En la actualidad, las baterías de ion de litio utilizan electrolitos líquidos para transportar los iones entre el lado negativo de la batería (llamado ánodo) y el lado positivo (llamado cátodo). Si una célula de la batería se carga demasiado rápido, puede causar dendritas. Estas cruzan a través de los electrolitos líquidos, causando un cortocircuito que puede ocasionar explosiones e incendios (no, Samsung, no te estoy mirando a ti).
Pero las baterías de Goodenough usan electrolitos de vidrio en lugar de electrolitos líquidos. Esto permite usar un ánodo de metal alcalino sin que se formen las dendritas responsables finales del incendio de la batería. En las baterías convencionales no es posible usar este tipo de ánodo. Y otra de las ventajas de usar electrolitos de vidrio es que así las baterías pueden operar a -20º, lo cual hace que la batería pueda desempeñarse bien en temperaturas bajo cero.
El uso de estos electrolitos vino de la mano de Braga, que estaba trabajando en su desarrollo con sus colegas en la Universidad de Oporto, en Portugal. Hace dos años empezó a colaborar con Goodenough y el investigador Andrew J. Murchison en la Universidad de Texas. La contribución de Goodenough, según explicó Braga, trajo una comprensión de la composición y las propiedades de los electrolitos de vidrio sólido que dieron lugar a una nueva versión que ahora está siendo patentada.
… y amigables con el medio ambiente
Además de todo lo que hemos dicho, estas baterías resultan más simples de fabricar y no solo eso, sino que pueden ser construidas a partir de materiales amigables con el medio ambiente. Como explica Braga, «los electrolitos de vidrio permiten sustituir el litio por sodio. El sodio se extrae del agua de mar, que está ampliamente disponible».
A pesar de que se trata de un logro cargado de posibilidades, Goodenough y Braga continúan con sus investigaciones relacionadas con las baterías y están trabajando en varias patentes. A corto plazo, esperan trabajar en conjunto con los fabricantes de baterías para desarrollar y probar sus nuevos materiales en vehículos eléctricos y en sistemas estacionarios de almacenamiento.
Esto es importante, porque aunque la investigación está financiada por la Universidad de Texas, nada garantiza su continuidad. Por eso, la universidad está negociando acuerdos de licenciamiento de la tecnología con varias compañías relacionadas con la industria de las batería.
