En un nuevo informe, se aportan datos para superar los obstáculos relacionados con la electroquímica que subyacen a las baterías de litio oxígeno.
Las baterías de litio oxígeno (Li-O2) son de gran interés debido a su alta densidad de energía, que puede superar a las baterías Li-Ion en al menos un orden de magnitud. Compuestas por un ánodo de litio, un cátodo de carbono y un electrolito orgánico que contiene iones de litio, suelen crear peróxido de litio (Li2O2) durante su uso.
Sin embargo, el Li2O2 es muy reactivo y provoca la descomposición de la solución de electrolito orgánico y la corrosión del cátodo de carbono, obstáculos que han impedido la adopción a nivel comercial de esta tecnología.
En contraste, el óxido de litio (Li2O) es mucho menos reactivo. Según los autores, la formación del peróxido más reactivo es favorecida por condiciones ambientales -típicas de los contextos en que se usan baterías- y, como resultado, las celdas basadas en éste compuesto son mucho más comunes que las basadas en Li2O, menos reactivo.
En este estudio publicado en la revista Science, Chun Xia y sus colegas demuestran una manera de superar las barreras termodinámicas y cinéticas, asociadas a la batería de litio-oxígeno, mediante el aumento de la temperatura operativa de la batería a 150 ºC y mediante el uso de diferentes materiales (un electrolito inorgánico y un cátodo basado en óxido de níquel).
La celda resultante opera con una eficiencia coulómbica (la razón entre la capacidad de descarga y de carga) de casi un 100%. En un estudio de Perspective relacionado, Shuting Feng et al. subrayan la necesidad de contar con almacenamiento de energía de alta densidad, como el que ofrecen las baterías de Li-O2, para ayudar a reducir la brecha entre las energías renovables y nuestra creciente demanda de energía. "El trabajo de Xia et al. cataliza la realización de investigación aplicada para fomentar la creación de baterías de litio oxígeno recargables usando electrólisis de sal fundida", escriben Shuting Feng et al. en el mencionado estudio de Perspective.
Referencia bibliográfica:
C. Xia et al., 2018. A high-energy-density lithium-oxygen battery based on a reversible four-electron conversion to lithium oxide. Science. DOI: 10.1126/science.aas9343
