Superando los límites de las baterías de litio-azufre
Las baterías de litio-azufre (Li-S) son dispositivos recargables compuestos por un cátodo de azufre, un ánodo de litio y un electrolito. El azufre es un elemento abundante y el litio tiene una alta capacidad energética y larga vida útil.
El azufre como material catódico tiene ventajas económicas y ambientales. “Es considerablemente más económico que el cobalto y otros metales”, explica el Dr. Diego Quezada, investigador de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chile y académico del Doctorado en Ciencias Aplicadas. “Además, es un subproducto abundante de la industria petrolera convirtiéndolo en una alternativa sostenible y económicamente viable”.
Pero en las baterías también tiene inconvenientes, como su baja eficiencia en la carga y descarga y una menor vida útil, haciendo que todavía estén en un período inicial de uso y optimización.
Innovación y desarrollo
El Dr. Quezada lidera un proyecto con financiamiento de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) que se centra en crear nuevos materiales para resolver las limitaciones de las baterías Li-S.
“El objetivo es crear nuevos compuestos que combinen azufre con anilina y tiofeno mediante un proceso llamado vulcanización inversa. Se evaluarán las propiedades de estos nuevos materiales y su desempeño en baterías buscando mejorar la conductividad o capacidad para transmitir electricidad, y la estabilidad del cátodo”.
Este enfoque innovador “podría simplificar la fabricación de cátodos, mejorando la calidad y el rendimiento de las baterías. Además, ayudaría a resolver el problema del exceso de azufre producido como subproducto industrial, dándole un uso valioso”.
Más eficiencia, menos impacto ambiental
La introducción de estos nuevos materiales aumentaría en hasta 6 veces la capacidad de las baterías, prolongando la duración entre cargas y facilitando el desarrollo de dispositivos más compactos y eficientes desde el punto de vista energético.
Sostiene que “la mayor capacidad y densidad energética de estos materiales permite baterías más compactas y ligeras. Además, los polímeros conductores mejoran la estabilidad y durabilidad, lo que posibilita un funcionamiento eficiente durante más ciclos de carga y descarga”.
La investigación, actualmente en desarrollo, ya ha logrado sintetizar todos los materiales que se utilizarán en las nuevas baterías Li-S, y probado y armado la mitad de las baterías planificadas. A comienzos del año 2025 tendría sus resultados y conclusiones definitivas.
En ella han colaborado estudiantes de Ingeniería Civil Química, ente ellos Giselle Salazar y Adolfo López, quienes además se adjudicaron un proyecto del Programa de Iniciación Científica de la Universidad Autónoma de Chile.
El Dr. Quezada asegura que son necesarios más estudios para garantizar que estas soluciones sean viables y sostenibles a largo plazo. Pero con el avance continuo en la investigación, y un mayor interés en soluciones de almacenamiento de energía sostenible, es lógico esperar que esta tecnología se vuelva más competitiva y accesible a largo plazo.