Un equipo de investigadores ha descubierto el motivo por el que las baterías de iones de litio no son eficientes y ofrecen poca autonomía: el hidrógeno tiene parte de la culpa

Las ventas de eléctricos crecen año tras año en España, pero no son suficientes para conseguir un modelo de movilidad sostenible a corto plazo. Las compras de coches 100% eléctricos son minoritarias con un 0,5% del parque móvil de 2023, aunque suponen un aumento del 54,9% respecto a los datos del año anterior. Lo mismo sucede con los híbridos enchufables (PHEV) con el 0,6% del total, un 46,8% más que en 2022.

Una de las principales preocupaciones de los conductores es la autonomía. Algunos fabricantes como Toyota han conseguido modelos que superan los 1.000 kilómetros, pero son escasos y el precio no es un atractivo para los compradores. Una investigación reciente ha conseguido optimizar el uso de iones de litio para diseñar baterías más eficientes sin aumentar los costes de producción.

El estudio de la Universidad de Colorado (Estados Unidos) demuestra que los iones de hidrógeno que se encuentran en las baterías de litio reducen la autonomía considerablemente. Esto se debe a su capacidad para ocupar los huecos entre los enlaces de los iones de litio.

El descubrimiento es un buen punto de partida para desarrollar mecanismos de carga que no interfieran en los enlaces de los iones de litio: podría cambiar el mundo de los coches eléctricos. “Una batería mejor es muy importante para la transición de nuestra infraestructura energética de combustibles fósiles a fuentes de energía renovables”, ha explicado a Michael Toney, director del estudio, en un comunicado.

Otros sectores que se podrían beneficiar de una mayor investigación en las propiedades de este material son la aviación o la tecnología. Las pilas de litio se emplean en electrodomésticos inteligentes del hogar, portátiles o bicicletas eléctricas.

No se sabe suficiente acerca de los ciclos de carga del litio

Los procesos electroquímicos del litio son complejos durante la descarga y la carga. El equipo de investigadores ha utilizado rayos X y modelos informáticos para explicar el funcionamiento de las llamadas baterías NMC (siglas de níquel, manganeso y cobalto en inglés).

Estos materiales forman la famosa aleación cuyo óxido sirve como electrodo positivo en una batería. El óxido metálico proporciona partículas cargadas eléctricamente, es decir, iones de litio que llegan al polo negativo cuando la batería está cargada. Cuando se descarga o utiliza energía eléctrica, se invierte el flujo de litio entre los dos electrodos.

Los iones de litio deben estar presentes en ambos electrodos, el cátodo y el ánodo para que se produzca la reacción química. Los autores del estudio han demostrado que los iones de hidrógeno bloquean los puntos de unión y dificultan que el litio pueda acoplarse con normalidad.

Muchas de las investigaciones de los fabricantes de automóviles se han orientado hacia la búsqueda de nuevos materiales con los que aumentar la eficiencia de las baterías, pero el secreto podría estar en el proceso de unión del propio litio.

Los iones de hidrógeno debilitan la corriente eléctrica y reducen la capacidad de la batería. Según el estudio, este material se encuentra en mayor o menor medida en la gran mayoría de las pilas de vehículos y aparatos electrónicos.

Fuente: computerhoy.com