Crean un material que dobla el rendimiento de las baterías de litio, clave para los coches eléctricos

Un equipo internacional de investigadores, encabezados por científicos del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC en España, ha desarrollado un compuesto organometálico, combinando hierro y aldehído salicílico, que, unido al habitual grafito de las baterías, que se ha mostrado muy efectivo como ánodo en las pilas de litio. Las pruebas que han hecho señalan que podría duplicar el rendimiento de las baterías de iones de litio actuales. Lo califican como un paso muy importante hacia la mejora de la autonomía, por ejemplo, de los coches eléctricos. Lo publican en la revista Angewandte Chemie International Edition y añaden que no solo mejora el rendimiento de las baterías sino que lo hace "sin comprometer su estabilidad o aumentar su costo".

Según José Ignacio Martínez, investigador del ICMM-CSIC y coautor del estudio, "el reto ha sido encontrar un material que supere en eficiencia al grafito comercial y que, al mismo tiempo, mantenga la seguridad y la escalabilidad económica".

¿Qué pasa con las baterías de litio actuales?

Son las más usadas en la actualidad debido a su alta capacidad para almacenar energía y su estabilidad. Sin embargo, para los vehículos eléctricos todavía se siguen quedado cortas. La mayoría de usuarios que se plantean comprar un eléctrico señalan que el coste y la falta de autonomía son dos de los frenos más importantes para hacerlo.

El uso del grafito es la causa. Es el material más utilizado para construir los ánodos de estas baterías por su bajo coste y estabilidad química. No obstante, presenta limitaciones en cuanto a su capacidad para almacenar iones de litio, lo que restringe el rendimiento de las baterías.

Según José Ignacio Martínez, investigador del ICMM-CSIC y coautor del estudio, "el reto ha sido encontrar un material que supere en eficiencia al grafito comercial y que, al mismo tiempo, mantenga la seguridad y la escalabilidad económica".

La solución: un nuevo material metal-orgánico

Para superar esta barrera, los científicos se enfocaron en los materiales metal-orgánicos (MOFs), una clase de compuestos que combinan moléculas orgánicas con metales y que se caracterizan por tener una estructura porosa que es ideal para almacenar iones de litio.

Los investigadores del ICM, con sede en Madrid, han participado de la creación de este material combinando hierro y aldehído salicílico. Lo han llamado llamado Fe-Tp. Luego han incorporado este nuevo compuesto al grafito.

Los resultados

El nuevo material, tras 500 ciclos de carga y descarga, conservó el 89% de su capacidad original. Según Martínez, "la capacidad de mejorar significativamente el almacenamiento de energía utilizando un material económico y escalable como el Fe-Tp puede conducir a baterías que duren más tiempo y proporcionen una mayor autonomía".

Felipe Gándara, también investigador del ICMM-CSIC y coautor del estudio, añade que el nuevo material también es más sostenible medioambientalmente y señala que "con este descubrimiento, se avanza hacia una nueva generación de baterías de iones de litio que no solo serán más potentes, sino también más seguras y accesibles, lo que podría cambiar radicalmente el mercado global de almacenamiento de energía en los próximos años".