El impulso global hacia el transporte sostenible ha propiciado avances notables en la tecnología de los vehículos eléctricos. Sin embargo, la autonomía de las baterías sigue siendo un desafío importante para la adopción generalizada de los coches eléctricos.
A pesar de que los vehículos eléctricos actuales suelen ofrecer una autonomía de aproximadamente 700 kilómetros con una sola carga, los científicos están trabajando arduamente para alcanzar un hito crucial: lograr una autonomía de batería de 1.000 kilómetros.
Un grupo de investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), en Corea del Sur, está liderando este desafío. Bajo la dirección del profesor Soojin Park, los doctorandos Minjun Je y Hye Bin Son han logrado progresos significativos en la mejora de la densidad energética de las baterías de iones de litio mediante el uso de materiales basados en el silicio.
A pesar de la larga reputación del silicio por su alta capacidad de almacenamiento, lo que lo hace un candidato atractivo para las baterías de vehículos eléctricos, su tendencia a expandirse durante la carga y contraerse durante la descarga ha sido un desafío considerable. Aunque las partículas de silicio de tamaño nanométrico han ofrecido algo de alivio, su producción sigue siendo costosa y complicada.
Sin embargo, las partículas de silicio de tamaño micro presentan una alternativa más económica, aunque intensifican el problema de la expansión durante el funcionamiento de la batería.
En respuesta a estos desafíos, el equipo de investigación de POSTECH ha desarrollado un enfoque innovador basado en electrolitos poliméricos en gel. A diferencia de los electrolitos líquidos convencionales, los electrolitos en gel ofrecen una mayor estabilidad gracias a su naturaleza sólida o semisólida.
Mediante la aplicación de un haz de electrones para generar enlaces covalentes entre las micropartículas de silicio y los electrolitos en gel, el equipo logró disipar la tensión interna causada por la expansión del volumen, lo que resultó en una mejora significativa de la estabilidad estructural.
Los resultados de esta estrategia innovadora fueron impresionantes: la batería exhibió un rendimiento estable incluso con micropartículas de silicio cien veces más grandes que las utilizadas convencionalmente.
Además, el sistema de electrolito de gel de silicio demostró una conductividad iónica comparable a la de las baterías tradicionales y un notable aumento del 40% en la densidad energética. Estos avances representan un importante progreso en la tecnología de las baterías y ofrecen una solución práctica lista para su implementación inmediata.
«Este logro nos acerca al desarrollo de un auténtico sistema de baterías de iones de litio de alta densidad energética», declara el profesor Soojin Park en un comunicado de prensa.
Con el respaldo del Programa de Investigadores Independientes de la Fundación Nacional de Investigación de Corea, el trabajo del equipo establece los cimientos para la próxima generación de vehículos eléctricos equipados con baterías más eficientes y con mayor autonomía.
En resumen, mientras la industria automotriz continúa su transición hacia la sostenibilidad, los avances como los logrados por el equipo de investigación de POSTECH son esenciales para impulsar la adopción de vehículos eléctricos y dar forma al futuro del transporte.
Este avance, presentado en medio de la efervescencia tecnológica, subraya la importancia de las innovaciones en tecnología de baterías que se destacan en eventos como el Consumer Electronics Show, expandiendo los límites de lo que se considera posible en el ámbito de los vehículos eléctricos.