Durante muchas décadas, los científicos han estado buscando formas de utilizar de forma segura el potente, pero inflamable, litio puro en las baterías.
John Goodenough , el padre de 94 años de las baterías de iones de litio, afirma haber encontrado una nueva solución.
El científico y su equipo de la Universidad de Texas en Austin
desarrollaron las primeras celdas de batería de estado sólido que podrían conducir a una carga de batería más segura y rápida, así como hacerlas más duraderas.
Si esto es cierto, la invención puede permitir que los autos eléctricos compitan con los convencionales en precio, así como extender la vida útil de los dispositivos móviles y los elementos estacionarios de almacenamiento de energía. La increíble solución descrita en un artículo de Goodenough y sus tres coautores atrajo un gran interés de las principales publicaciones científicas y técnicas. Según él, una batería de este tipo puede almacenar entre 5 y 10 veces más energía que las baterías de iones de litio convencionales. Sin embargo, los científicos comenzaron a hacer preguntas sobre la capacidad de ahorrar tal cantidad de energía y al mismo tiempo no violar las leyes básicas de la termodinámica.
Goodenough informó que en su celda de batería se logró un aumento de 10 veces en la densidad de energía en un experimento, y un aumento de 3 veces en otro. En una de las pruebas posteriores, incluso se logró un aumento de 30 veces: 8.5 kWh / kg. Al mismo tiempo, no necesitaba materiales exóticos caros: el científico y su equipo se las arreglaron con sodio y azufre. Si Gudenaf logra romper las dudas de la comunidad científica, su batería puede ser ampliamente utilizada.
No es sorprendente que el trabajo de Goodenough y su equipo causó entusiasmo entre los representantes de la ciencia. El 28 de febrero, la Universidad de Texas anunció que los científicos habían ideado una forma de incorporar un ánodo de litio o sodio puro, que, debido a su potencial energético, ha sido el objetivo principal durante décadas. El factor clave que permitió que esto sucediera fue el uso del vidrio como electrolito, que conectó los dos electrodos de la batería y facilitó el movimiento de los iones para generar electricidad.
Sin embargo, otros investigadores líderes en esta área se mostraron escépticos sobre el descubrimiento de Gudenaf. Están seguros de que si estudia cuidadosamente el estudio, quedará claro que el científico cuestiona las leyes de la termodinámica, que son fundamentales para el desarrollo de las baterías durante más de medio siglo.
La larga carrera de Gudenaf ha definido la industria moderna de las baterías. Los investigadores creen que sus medidas son precisas. Pero nadie, excepto Gudenaf y sus colegas, parece haber entendido su nuevo concepto. La comunidad de investigación no quiere desafiar abiertamente a la persona que determinó el desarrollo de la industria. "Si alguien más hubiera publicado un artículo así, difícilmente habría podido encontrar palabras educadas", dijo Daniel Steingart, profesor de la Universidad de Princeton.
Goodenough no responde a las cartas, pero en un comunicado publicado en el sitio web de la Universidad de Texas, donde continúa trabajando, dijo: "Creemos que nuestro descubrimiento resuelve muchos de los problemas inherentes a las baterías modernas. El costo, la seguridad, la densidad de energía, el nivel de carga, la descarga y el ciclo de vida son críticos para los vehículos que funcionan con baterías, que hasta ahora no pueden ser ampliamente utilizados ". Además, Helena Braga, autora principal del estudio, dice en cartas de respuesta que el invento del equipo realmente funciona.
A pesar de todos sus méritos, su último trabajo sorprendió a la comunidad científica. El artículo no dice cómo un nuevo invento de Gudenaf puede almacenar energía. Las leyes bien conocidas de la física del estado sólido dictan que para obtener energía de diferentes materiales es necesario producir diferentes reacciones electroquímicas en dos electrodos opuestos. Esta diferencia crea tensión, permitiendo que se conserve la energía.
Pero las celdas de la batería de Gudenaf y su equipo consisten en litio o sodio puro en ambos lados. Por lo tanto, el voltaje debe ser cero. El científico informa que la densidad de energía aumenta varias veces en comparación con las baterías convencionales. ¿De dónde viene la energía si no hay reacción en los electrodos? En el trabajo científico, esta pregunta no ha sido respondida.
El profesor Steingart
realizó un análisis del trabajo de Goodenough y llamó a la energía oculta en el elemento "capacidad anómala". Y también pregunta si se ha filtrado oxígeno en las celdas de la batería, lo que podría crear inadvertidamente una batería de litio-aire, lo que explicaría tal densidad de energía. Las baterías de litio-aire son el segundo Santo Grial en la ciencia, aún más escurridizo que un ánodo de litio puro. Nadie ha logrado hacer un elemento que dure más de varios ciclos.
Helena Braga, a su vez, niega la explicación del "aire de litio" e insiste en que sus baterías son sólidas. También señala que durante el experimento su batería duró cientos de ciclos, más que cualquier batería recargable de iones de litio.
Durante casi cuatro décadas, Goodenough ha sido una figura clave en el mundo de las baterías modernas. En 1980, inventó el cátodo de óxido de litio y cobalto, que salió a la venta en 1991. Sin embargo, desde entonces, las baterías que se comercializan masivamente dejan mucho que desear. La tecnología moderna de baterías es un serio obstáculo para el desarrollo de tecnologías futuras, incluida la producción en masa de vehículos eléctricos. Las baterías son demasiado caras y tardan mucho en cargarse.