Innovación japonesa en bateríasUn gel que promete revolucionar las baterías de litio
Científicos japoneses han creado un electrolito tipo gel para baterías de litio que mejora la seguridad, permite cargas rápidas y simplifica el reciclaje. Su fabricación es más limpia y barata, y podría aplicarse incluso en coches eléctricos.
El Instituto de Ciencia de Tokio ha desarrollado un innovador electrolito cuasi sólido que podría transformar la seguridad, el rendimiento y la sostenibilidad de las baterías de ion litio. Este material, bautizado como 3D-SLISE (3D-Slime Interface Quasi-Solid Electrolyte), plantea una solución a problemas históricos de este tipo de acumuladores, como el riesgo de inflamabilidad, los altos costes de producción y las dificultades para su reciclaje.
Las baterías de ion litio se utilizan en todo, desde teléfonos móviles hasta coches eléctricos, pero su dependencia de disolventes orgánicos inflamables, procesos de fabricación intensivos en energía y métodos de reciclaje poco eficientes han generado importantes preocupaciones en materia de seguridad, coste y medio ambiente.
Carga rápida y producción más limpia
El equipo liderado por el profesor Yosuke Shiratori y el profesor asociado Shintaro Yasui, del Instituto de Investigación de Energía Cero Carbono, ha creado una matriz de borato y agua combinada con tetraborato de litio amorfo, sal de litio y carboximetilcelulosa. El resultado es una interfaz viscosa que permite el movimiento tridimensional de los iones de litio, mejorando la conducción iónica y la versatilidad del sistema.
Se han desarrollado dos variantes: la Tipo E, que se mezcla con óxido de cobalto de litio para el cátodo y titanato de litio para el ánodo, y la Tipo S, utilizada como capa cuasi sólida entre electrodos.
Con ellas se han fabricado baterías de 2,35 voltios capaces de cargarse o descargarse en solo 20 minutos, manteniendo su rendimiento tras 400 ciclos a temperatura ambiente. La conductividad iónica alcanza los 2,5 mS/cm con una baja energía de activación de 0,25 eV, lo que permite operar de forma eficiente en condiciones ambientales.
Uno de los puntos más destacables es que el proceso de fabricación no requiere salas secas, cajas de guantes ni tratamientos a alta temperatura. Las mezclas se secan de forma natural a temperatura ambiente, lo que reduce costes, consumo energético y huella de carbono. Este enfoque abre la puerta a una producción industrial más escalable y sostenible.
Reciclaje directo y sin químicos agresivos
La composición en base acuosa de 3D-SLISE ofrece otra ventaja clave: un reciclaje directo y sencillo. Al no contener aglutinantes de fluoruro de polivinilideno ni disolventes tóxicos, basta con sumergir los electrodos en agua para separar y recuperar los materiales activos. Esto permite reclamar metales valiosos como el cobalto sin necesidad de tratamientos químicos agresivos ni procesos de alto consumo energético.
Esta simplicidad podría ayudar a afrontar el creciente problema de los residuos de baterías al final de su vida útil, fomentando una economía circular en la que los materiales se reutilizan en lugar de desecharse. Según Yasui, la tecnología tiene potencial para aplicarse no solo en dispositivos portátiles y sistemas de almacenamiento estacionario, sino también en coches eléctricos.
La combinación de seguridad, reciclabilidad y bajo impacto ambiental sitúa a 3D-SLISE como una prometedora vía hacia un almacenamiento de energía más limpio, sin sacrificar prestaciones.
Fuente: ISCTFotos: ISCT