Cuando se trata de ampliar las capacidades de las actuales baterías de iones de litio, se barajan todo tipo de materiales alternativos, desde la sal hasta el silicio, pasando por los plásticos microcalibrados. Debido a su abundancia, bajo coste y experiencia con los sistemas de baterías, el plomo es una opción muy atractiva, y los científicos acaban de demostrar cómo este material puede constituir la base de un nuevo ánodo de batería de litio que ofrece una capacidad de almacenamiento mucho mayor.

El grafito es el material elegido actualmente para los ánodos de las baterías de litio, y les sirve bien, pues se mantiene estable durante miles de ciclos de carga. Pero donde los científicos querrían ver alguna mejora es en su capacidad de almacenamiento, y para un equipo del Laboratorio Nacional de Argonne, hay mucho potencial en el plomo.

Dado que se usa ampliamente en las baterías de plomo-ácido, el tipo más antiguo de baterías recargables, existen cadenas de suministro de plomo bien establecidas, así como sistemas para reciclar el material al final de su vida útil.

Esto, combinado con su bajo coste y disponibilidad, llevó al equipo a experimentar con un ánodo de plomo para utilizarlo en una batería de iones de litio, con unos primeros resultados prometedores.

El equipo comenzó con grandes partículas de óxido de plomo, que se combinaron con un polvo de carbono y se agitaron durante varias horas. De este modo, se convirtieron en partículas más pequeñas y microscópicas incrustadas en una matriz de carbono, todo ello encapsulado en una fina capa de óxido de plomo.

Este nuevo material se puso a prueba en celdas de batería en el laboratorio, donde ofreció el doble de capacidad de almacenamiento de energía que los ánodos de grafito convencionales a lo largo de 100 ciclos de carga, y demostró ser perfectamente estable.

El equipo pudo aumentar aún más su rendimiento añadiendo carbonato de fluoroetileno a la solución electrolítica, que transporta la carga eléctrica de la batería.

“Nuestro descubrimiento desafía los conocimientos actuales sobre este tipo de material de electrodos. Nuestros hallazgos también aportan interesantes implicaciones para el diseño de materiales de ánodos de bajo coste y alto rendimiento para el transporte y el almacenamiento de energía estacionaria, como la energía de reserva para la red eléctrica”.

Christopher Johnson, investigador principal del proyecto.

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