La batería de litio-azufre de carga rápida para eVTOL se acerca a la fase de producción
Hyundai Motor Group
Investigadores de la Universidad australiana de Monash están a punto de lograr un avance decisivo en uno de los principales retos a los que se enfrentan los aviones eVTOL. Su nueva tecnología de baterías de litio-azufre tiene como objetivo proporcionar aproximadamente el doble de densidad energética que las baterías de iones de litio (Li-ion), junto con capacidades de carga y descarga rápidas, ofreciendo la potencia necesaria para el transporte aéreo.
Las baterías de litio-azufre (Li-S) han demostrado su potencial para el almacenamiento de energía de alta densidad, pero se han visto obstaculizadas por su lentitud de carga y descarga. Investigadores de la Universidad de Monash descubrieron que el uso de un complejo de polivinilpirrolidona -un compuesto con propiedades únicas que difieren de sus componentes individuales- puede ayudar a acelerar las reacciones químicas dentro de la batería.
Esta innovación se traduce en una carga más rápida y una mayor densidad energética, según se destaca en un artículo publicado en Advanced Energy Materials. Los investigadores afirman que las nuevas baterías no sólo son más rápidas y de mayor densidad energética, sino también considerablemente más ligeras y económicas de producir.
El avance en la tecnología de las baterías permite su fabricación a gran escala
«Gracias a los descubrimientos basados en materiales fácilmente disponibles, ahora tenemos la posibilidad de avanzar hacia la fabricación a gran escala», afirma el profesor Mainak Majumder. Esto apunta a un hallazgo clave realizado durante el desarrollo de la batería más rápida. La doctoranda Maleesha Nishshanke explicó: «Inspirándonos en la química de la betadina, un antiséptico doméstico común, descubrimos una forma de acelerar las velocidades de carga y descarga».
Curiosamente, mientras que las baterías de iones de litio se han utilizado ampliamente en todo tipo de dispositivos, desde automóviles hasta relojes inteligentes, desde su invención en 1980, las baterías de litio-azufre se desarrollaron por primera vez casi dos décadas antes. Sin embargo, debido a problemas con su química interna, no se han adoptado de forma generalizada.
Egibe / Wikimedia Commons
Retos de las baterías Li-S
Las baterías de litio-azufre, que utilizan azufre como cátodo y litio como ánodo, tienen problemas con la re-deposición irregular de litio durante la carga, lo que provoca la degradación de ánodos y electrolitos, menos ciclos de carga y un mayor riesgo de cortocircuitos o incendios.
El reciente avance de la Universidad de Monash podría ayudar a superar estos problemas y hacer que las baterías de Li-S sean adecuadas para drones y eVTOL. Los investigadores han mejorado el rendimiento de la batería y, con el escalado comercial, estas baterías podrían alcanzar hasta 400 Wh/kg, ideal para aplicaciones de aviación que requieren altas tasas de descarga durante el despegue y bajas tasas durante el crucero.
Brian Jenkins / BETA Technologies
Un gran paso por delante de la tecnología convencional de iones de litio
Las baterías Li-S ofrecen una gran ventaja sobre las convencionales de iones de litio, que tienen una densidad energética de 150-235 Wh/kg. Una reciente batería ProLogium EV con un ánodo compuesto de silicio alcanzó los 321 Wh/kg, pero aún no está en producción.
La descarga rápida es esencial para los aviones eVTOL, que necesitan mucha potencia para despegar y aterrizar. Esto ha llevado a Lilium a hacerse con los derechos exclusivos de la tecnología de ánodos con silicio dominante de Ionbox.
Las baterías Li-S también reducen la dependencia de recursos escasos como el cobalto, utilizando en su lugar azufre abundante.
La Universidad de Monash ha lanzado Ghove Energy para comercializar esta tecnología. Mientras tanto, las baterías condensadas de CATL, con una densidad energética de 500 Wh/kg, se están probando en aviones y pronto podrían propulsar aviones más grandes y jets privados para vuelos de hasta 1.865 millas, lo que supone un listón muy alto para las baterías de Li-S.
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