Aunque se han reducido los costos de las baterías de iones de litio (porque se han empezado a fabricar en masa), aún falta camino por recorrer para que se logren imponer en el mercado y se empiecen a utilizar de forma generalizada. Pese a los beneficios ambientales que supone su uso frente a fuentes tradicionales de energía, uno de los motivos por los que no se ha impuesto es su degradación.
Los científicos saben que los mecanismos de degradación pueden ocurrir en escalas de longitudes desde la nano a la macroscópica, y en escalas de tiempo que van desde segundos hasta años. Entender cabalmente cuáles son las condiciones y mecanismos que producen la degradación podría permitirles un mejor control y predicción del estado de salud de los sistemas de baterías y, por ende, crear baterías más duraderas.
El problema radicaba en que hasta ahora no se había podido ver los procesos químicos y físicos en el interior de la batería. Pero un equipo de investigadores encabezado por científicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) logró desenrollar virtualmente su bobina de capas de electrodos utilizando un algoritmo diseñado para leer pergaminos de papiro antiguos que por su delicadeza no se pueden abrir físicamente.
Según se explica en el estudio publicado en Nature Communications, los investigadores combinaron la tomografía de rayos X y la tomografía de neutrones para rastrear los procesos en lo profundo de una batería de litio durante la descarga de energía. Luego, utilizaron un modelo matemático diseñado para manuscritos demasiado sensibles como para poder ser desenrollados, y desenrollaron las capas de electrodos, lo que reveló que distintas secciones de la batería funcionaban de manera diferente.
Los investigadores descubrieron que el uso de las dos técnicas de imagen y el desenrollado de los electrodos proporcionan una comprensión más completa y precisa del funcionamiento de la batería y cómo, dónde y por qué se degrada con el tiempo.
El megaproyecto de Tesla en Australia: así es la batería de litio más grande del mundo
— Sputnik Mundo (@SputnikMundo) April 22, 2020
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Este nuevo método allana el camino para mejorar el diseño de las celdas cilíndricas de las baterías, utilizando otros químicos o incluso mejorando los modelos matemáticos del rendimiento de la batería. En otras palabras, el método facilita las mejoras en la autonomía y la vida útil de los vehículos eléctricos del futuro; podría desatar una revolución energética.
El proyecto fue financiado por la Institución Faraday, como parte de su proyecto Degradación de baterías.
