Electrodo de batería que se autorrepara

Prototipo de pila de ión-litio hecha en la Universidad de Stanford. La batería contiene un electrodo de silicio protegido por un recubrimiento de un polímero con capacidad de autorreparación.

Unos investigadores han creado el primer electrodo de batería capaz de autorrepararse, abriendo así un prometedor camino hacia el desarrollo de una nueva generación de baterías de ión-litio, comercialmente viables, para automóviles eléctricos, teléfonos móviles y otros dispositivos.

El secreto está en un polímero elástico que recubre el electrodo, lo mantiene sujeto de una pieza y espontáneamente repara las pequeñas fisuras que se generan en el electrodo durante el funcionamiento de la batería.

Este singular polímero lo desarrolló Chao Wang de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, en el laboratorio que dirige en dicha universidad la ingeniera química Zhenan Bao.

La investigación realizada ahora por Wang, Bao y sus colegas de la citada universidad y del Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC, en Menlo Park, California, ha demostrado que los electrodos de silicio probados en los experimentos duraron 10 veces más tiempo cuando estaban recubiertos con el polímero de autorreparación, el cual reparaba cualquier fisura en unas pocas horas.

La capacidad actual que el nuevo sistema tiene para almacenar energía está ya en el rango práctico, pero los científicos creen que se puede aumentar mucho más.Lograr un electrodo de larga vida para las nuevas y ambiciosas baterías de ión-litio es fundamental para que éstas sean de utilidad verdaderamente práctica.

Investigadores de todas partes del mundo trabajan para encontrar lo antes posible formas de almacenar más energía en los electrodos negativos de las baterías de ión-litio, y para lograr una mayor eficiencia al tiempo que un menor peso. Uno de los materiales para electrodo más prometedores es el silicio; tiene una gran capacidad para absorber iones de litio desde el fluido de la batería durante la carga y luego para liberarlos cuando la batería comienza a trabajar suministrando electricidad.

Pero esta gran capacidad tiene un precio: Los electrodos de silicio se dilatan hasta tres veces su tamaño normal y luego se encogen en la misma proporción cada vez que la batería se carga y se descarga, por lo que no pasa mucho tiempo hasta que el quebradizo material se agrieta y fragmenta, lo que reduce la eficiencia de la batería hasta volverla inservible. Éste es un problema que afecta de forma acuciante a todos los electrodos en baterías de gran capacidad de la gama citada y otras.

Dotar al electrodo de una capacidad de autorreparación es una solución prometedora. En el nuevo sistema ensayado, los científicos deliberadamente debilitaron algunos de los enlaces químicos dentro del polímero. El material resultante se rompe fácilmente, pero los extremos rotos son químicamente atraídos el uno al otro y así rápidamente se unen otra vez, recomponiendo asimismo al silicio que recubren, e imitando en algunos aspectos el proceso que les permite reensamblarse a moléculas biológicas como la de ADN

Vía: http://noticiasdelaciencia.com/not/8982/electrodo_de_bateria_que_se_autorrepara/