Una bateria que s'apropa als límits de la física

Un equip de científics ha resolt dos dels principals problemes de la creació de bateries de liti-oxigen. En el procés gairebé han aconseguit un 100% d'eficiència coulòmbica, una xifra impossible
Bateria de vehicle elèctric
Bateria de vehicle elèctric | Karlis Dambrans (Flickr)

Un equip de químics de la Universitat de Waterloo (Canadà), han fet un gran avenç en la investigació en bateries elèctriques mitjançant la resolució de dos dels problemes més important que hi havia en la fabricació de sistemes de liti-oxigen. En fer-ho, a més, han aconseguit crear una bateria que arriba gairebé al 100% d'eficiència coulòmbica, un límit impossible d'assolir segons les lleis de la termodinàmica però al qual, teòricament, és possible acostar-se molt. Aquest treball, que apareix publicat a la revista 'Science', demostra que la conversió amb quatre electrons -els que perd cada molècula d'oxigen per generar el corrent elèctric- és altament reversible. Aquest equip ha estat el primer d'aconseguir-la i té la propietat de duplicar la capacitat d'emmagatzematge de les bateries de liti-oxigen, fent-les molt més eficients.

 

La densitat d'energia teòrica d'aquestes bateries, que és molt alta, i el seu pes relativament baix, les ha convertit en un objectiu predilecte en les investigacions en aquest camp. Els problemes amb les seves estabilitat i propietats químiques, però, les han mantingut en la curiositat acadèmica i l'especulació durant molt de temps. Dos dels impediments més grans que hi havia fins ara tenen a veure amb les reaccions entre els seus components, que degraden la bateria i limiten molt el seu cicle vital. L'equip d'investigadors de la universitat canadenca, però, va substituïr els components que produïen aquestes reaccions per uns altres que aconsegueixen evitar-les. Així, amb la bateria funcionant a una temperatura de 150ºC, van aconseguir crear una bateria de liti-origen altament reversible i amb una eficiència coulòmbica de gairebé el 100%, augmentant en un 50% la capacitat teòrica d'emmagatzematge d'aquest tipus de sistemes.

 

Tot i que el resultat dels seus tests és una bateria purament experimental i encara s'haurà de fer molta recerca addicional per arribar a convertir-la en una realitat i comercialitzar-la, aquest avenç ha sorprès la comunitat científica. Si arribés a tenir aplicacions a la vida quotidiana, podria augmentar en un ordre de magnitud l'autonomia de qualsevol aparell que incorporés una d'aquestes bateries en comparació amb les que es fan servir a dia d'avui. Un cotxe elèctric que ara pot circular durant 500km sense recarregar, per exemple, podria fer-ho durant 5.000km si funcionés amb una bateria com la que ha estat desenvolupada a Waterloo.