Ingenieros de la Universidad de San Diego superan con éxito pruebas de una batería de silicio

La evolución de las baterías en el impulso constante hacia la movilidad eléctrica no muestra signos de desaceleración. Un equipo de investigadores de la Universidad de San Diego se ha embarcado en el desarrollo de una batería de silicio de estado sólido, y para su asombro, la estabilidad evidenciada durante las investigaciones ha generado una impresión positiva que podría ser elevada a un nivel superior.

El silicio posee la capacidad de proporcionar una alta densidad energética a través de su ánodo, siendo incluso hasta 10 veces superior a la ofrecida por los ánodos compuestos por una estructura de grafito. No obstante, cada vez que se combina con un electrolito líquido, experimenta una degradación significativa que impacta negativamente en su rendimiento.

Hasta el momento, las baterías de estado sólido habían enfrentado desafíos en la estabilidad de la carga, especialmente cuando se utilizaban ánodos de litio metálico. Sin embargo, la sorpresa embargó a los investigadores al demostrar signos exitosos de estabilidad al superar los 60 grados centígrados.

Este avance posibilita velocidades de carga rápidas incluso a temperaturas más bajas, abordando una de las limitaciones históricas asociadas con las baterías de estado sólido.

Los expertos en nanoestructuras que lideraron la investigación en la Universidad de San Diego lograron aumentar hasta diez veces el número de ciclos de carga y descarga en la batería de silicio con electrolito sólido, en comparación con las baterías de litio convencionales.

Este avance permitió que la batería cumpliera su función hasta en 500 ocasiones, conservando el 80% de su capacidad total. El éxito de este proyecto se atribuye en parte a la sustitución del electrolito líquido por uno sólido a base de sulfuro, que proporciona una estabilidad altamente significativa en las baterías con ánodos de silicio.

Durante mucho tiempo, se consideró que esto no sería factible debido a las interpretaciones termodinámicas utilizadas, que no tenían en cuenta la estabilidad cinética de los electrolitos sólidos. “Necesitábamos un enfoque completamente diferente”, afirmó Shirley Meng, profesora de nanoingeniería en la Universidad de San Diego.

“Con esta configuración de batería, estamos explorando un nuevo territorio para las baterías de estado sólido que incorporan ánodos de aleación, como el silicio. Los resultados nos brindan oportunidades fascinantes para cumplir con las demandas del mercado, ofreciendo baterías con una mayor densidad energética, costos reducidos y mayor seguridad”, asegura Darren HS Tan, autor principal del artículo.

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