Científicos de la Universidad de California en San Diego trabajan en la creación de baterías de mayor duración y carga más rápida utilizando silicio. Este tipo se denominaría batería de silicio de estado sólido.
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El silicio es un elemento químico metaloide, el segundo más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno, y el elemento electropositivo con mayor presencia.
En su estado elemental crudo, junto con sus compuestos intermetálicos, se utilizan como integrantes de aleaciones para dar mayor resistencia al aluminio, magnesio, cobre y otros metales. Mientras, el metalúrgico con pureza del 98-99% se usa como materia prima para resinas de silicona, elastómeros y aceites.
La batería en la que trabaja la UC San Diego utiliza tanto un electrolito de estado sólido como un ánodo de silicio, convirtiéndola en una batería de silicio de estado sólido.
De acuerdo con los investigadores, puede servir para el almacenamiento en la red hasta para los vehículos eléctricos.
Su investigación fue publicada en la revista especializada Science.
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El uso del microsilicio y otros elementos fundamentales para la creación de las baterías
Los ánodos de silicio son reconocidos por contar con una densidad de energía diez veces mayor que la de los ánodos de grafito. Estos son los más utilizados en las baterías comerciales de iones de litio en la actualidad.
No obstante, los de silicio son poco utilizados por cómo se expanden y contraen cuando una batería se carga y se descarga. Con el uso de un electrolito adecuado, los investigadores de la UC San Diego esperan estabilizarlos.
“Como investigadores de baterías es vital abordar los problemas de raíz en el sistema”, apunta Shirley Meng, profesora de nanoingeniería de la UC San Diego, en un comunicado. “Necesitábamos un enfoque totalmente diferente para los ánodos de silicio”, recalcó.
La clave estuvo en eliminar el carbono y los aglutinantes que iban con los ánodos de silicio. Además, utilizaron microsilicio, que es menos procesado y menos costoso que el nanosilicio, que se usa con mayor frecuencia.
“Este nuevo trabajo ofrece una solución prometedora al problema del ánodo de silicio, aunque hay aún mucho por hacer”, recalca Meng. “Combinamos el trabajo teórico y experimental más riguroso con la creatividad y el pensamiento fuera de la caja”.
LG patrocinó la labor de los investigadores de la UC San Diego, que continuarán ahondando para la producción de baterías de silicio.
