El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha dado un paso gigantesco en el campo de la energía y la sostenibilidad con su última innovación: una batería de ion-litio que presenta un cátodo basado en materiales orgánicos en lugar de los tradicionales cobalto o níquel.
Publicado en la revista ACS Central Science, el equipo de investigadores detrás de este avance explica que la batería se basa en un material novedoso que podría producirse a un costo inferior al del cobalto, manteniendo tasas de conductividad eléctrica comparables al metal gris azulado. Además, esta nueva batería posee una capacidad de almacenamiento similar y puede cargarse más rápidamente que las baterías de cobalto.
Mircea Dincă, investigador principal del proyecto, señaló en un comunicado de prensa que, aunque las baterías de cobalto almacenan mucha energía y tienen todas las características que la gente busca en términos de rendimiento, enfrentan el problema de no estar ampliamente disponibles. Además, el costo varía considerablemente con los precios de las materias primas. Dincă añadió que, al pasar a una proporción mucho mayor de vehículos electrificados en el mercado de consumo, el precio seguramente aumentará.
Hace aproximadamente seis años, el laboratorio de Dincă, con financiación de Lamborghini, comenzó a trabajar en un proyecto para desarrollar una batería orgánica que pudiera usarse para alimentar automóviles eléctricos. Mientras trabajaban en materiales porosos que eran en parte orgánicos y en parte inorgánicos, él y sus estudiantes se dieron cuenta de que un material completamente orgánico que habían creado podría ser un conductor fuerte.
Este material consta de numerosas capas de TAQ (bis-tetraaminobenzoquinona), una pequeña molécula orgánica que contiene tres anillos hexagonales fusionados. Estas capas pueden extenderse en todas las direcciones, formando una estructura similar al grafito. Dentro de las moléculas hay grupos químicos llamados quinonas, que son los reservorios de electrones, y aminas, que ayudan al material a formar fuertes enlaces de hidrógeno.
Estos enlaces de hidrógeno hacen que el material sea altamente estable y también muy insoluble. Esa insolubilidad es importante porque impide que el material se disuelva en el electrolito de la batería, como hacen algunos materiales de baterías orgánicas, extendiendo así su vida útil.
Dincă explicó que uno de los principales métodos de degradación para los materiales orgánicos es que simplemente se disuelvan en el electrolito de la batería y pasen al otro lado de la batería, creando esencialmente un cortocircuito. “Si haces que el material sea completamente insoluble, ese proceso no ocurre, por lo que podemos llegar a más de 2,000 ciclos de carga con una degradación mínima”, afirmó Dincă.
