Si se consiguiera disponer de baterías capaces de suministrar más energía, aumentaría la autonomía de los coches eléctricos, para así hacerlos capaces de afrontar trayectos más largos, asemejándolos a los que pueden efectuar los vehículos con motor de combustión interna.
Ya hay un nuevo nanomaterial para las actuales baterías de ión-litio que podría conseguir esta meta.
Hoy en día, está muy extendido el uso de baterías recargables de ión-litio, como es bien sabido. Este tipo de baterías suministran energía a dispositivos muy diversos, desde automóviles eléctricos hasta teléfonos inteligentes; estas baterías son el medio de almacenamiento elegido cuando los requisitos son proporcionar una gran cantidad de energía con un mínimo espacio y peso.
Actualmente, científicos de todo el mundo están trabajando en el desarrollo de nuevas generaciones de baterías, que se caractericen por sus mejoras en el funcionamiento.
El equipo de Maksym Kovalenko, del Laboratorio de Química Inorgánica en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich y de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de los Materiales (EMPA) han desarrollado recientemente un nanomaterial que permite almacenar mucha más energía en las baterías de ión-litio.
El nuevo nanomaterial está compuesto por diminutos cristales de estaño que se despliegan en el polo negativo de las baterías (el ánodo). Al cargar las baterías, los iones del litio son absorbidos en este electrodo, y durante la descarga se liberan de nuevo. Cuanto mayor sea la cantidad de iones de litio que los electrodos puedan absorber y liberar, o cuanto mejor pueda la batería «respirar», por así decirlo, más energía podrá almacenarse en ella.
El estaño es el elemento ideal para esto: cada átomo de estaño puede absorber por lo menos cuatro iones de litio. Sin embargo, el desafío es trabajar con el cambio de volumen de los electrodos de estaño, ya que los cristales de estaño aumentan hasta tres veces su volumen al absorber muchos iones de litio, y se encogen de nuevo cuando los vuelven a liberar.
A fin de afrontar el desafío, los científicos recurrieron a la nanotecnología: Produjeron nanocristales de estaño mucho más diminutos, y agregaron una gran cantidad de ellos a una matriz de carbono permeable, porosa y conductora. De un modo que, en concepto, es muy similar a como una esponja puede absorber el agua y liberarla de nuevo, un electrodo construido de esta manera absorbe los iones de litio mientras se carga, y los libera al descargarse. Si el electrodo estuviera hecho de un bloque de estaño compacto, esto sería prácticamente imposible.
Nanogotas de estaño vistas mediante un microscopio electrónico.(Imagenes: Maksym Kovalenko / ETH Zürich)
