Así funciona la nueva batería de iones de litio orgánica sin metales

Un grupo de investigadores ha desarrollado una batería de iones de litio orgánica sin metales. Esta novedosa batería no tiene metales, es barata y ofrece una alta capacidad de energía. Sus creadores han empleado ácido crocónico para no utilizar metales en su fabricación.

Como seguro que sabes, las baterías de iones de litio convencionales utilizan litio o cobalto, pero las nuevas baterías de iones de litio orgánicas utilizan elementos abundantes en la naturaleza como el hidrógeno, el carbono, el oxígeno o el nitrógeno. Así mismo, estas baterías ofrecen unas mayores capacidades energéticas.

Cabe mencionar que este avance está firmado por dos científicos japoneses, Itaru Honma, profesor de química en el Instituto de Investigación Multidisciplinaria de Materiales Avanzados y Hiroaki Kobayashi, profesor asistente de química y Yuto Katsuyama, estudiante de posgrado de UCLA. Su equipo descubrió que el ácido crocónico, cuando se usa como material del cátodo en una batería de iones de litio, es capaz de mantener un alto voltaje de trabajo, cercano a los 4 voltios.

Así son las nuevas baterías de iones de litio orgánicas

El ácido crocónico tiene cinco átomos de carbono unidos entre sí en forma pentagonal y, cada uno, está unido a un átomo de oxígeno. Su capacidad energética teórica es muy alta, 638,6 mAh/g, mucho más que la de los materiales de cátodo que se emplean en las baterías de iones de litio convencionales (LiCoO2 ~ 140 mAh/g). Kobayashi ha asegurado que «investigamos el comportamiento electroquímico del ácido crocónico en el rango de alto voltaje, por encima de 3 V, utilizando cálculos teóricos y experimentos electroquímicos. Descubrimos que el ácido crocónico almacena iones de litio a aproximadamente a 4 V, lo que da una densidad de energía teórica muy alta, de 1.949 Wh/kg, que es más grande que la de la mayoría de las baterías de iones de litio orgánicas e inorgánicas».

Los investigadores son muy optimistas y es que las nuevas celdas tienen mucho margen de mejora. Han asegurado que se pueden realizar modificaciones químicas del ácido crocónico a nivel estructural que estabilizarán la molécula, aumentando su capacidad y su respuesta de los ciclos de carga y descarga. Además, es necesario el desarrollo de electrolitos estables de alto voltaje, puesto que la mayoría de los existentes no pueden soportar el voltaje de trabajo que precisa este ácido.