Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Seúl han desarrollado una revolucionaria tecnología de baterías que podría eliminar la “ansiedad por la autonomía” en los vehículos eléctricos, prometiendo una vida útil más larga, mayor eficiencia y costos más bajos.
Un equipo de científicos en Corea del Sur podría haber resuelto uno de los mayores obstáculos para la adopción masiva de los vehículos eléctricos: la limitada duración y el alto costo de las baterías. Investigadores de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Seúl (Seoultech), liderados por el profesor Dongwook Han, han anunciado un avance pionero que promete transformar la industria.
El estudio, publicado en la prestigiosa revista Chemical Engineering, detalla una innovadora técnica para mejorar los cátodos de alto voltaje LNMO (LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄), un material prometedor por su estabilidad térmica y bajo costo, pero limitado por su tendencia a degradarse con el tiempo.
El «enfoque de Ingeniería Dual» que lo cambia todo
La clave del avance reside en un «enfoque de ingeniería dual» que aborda los dos principales problemas de los cátodos LNMO:
- Creación de «Autopistas» para Iones de Litio: Los científicos diseñaron «subsuperficies topotácticas con vacantes de litio». En términos sencillos, crearon vías internas más eficientes para que los iones de litio se muevan dentro del cátodo, lo que acelera la carga y mejora el rendimiento.
- Un Escudo Protector de Carbonato de Potasio: Aplicaron una capa protectora enriquecida con carbonato de potasio (K₂CO₃) en la superficie externa de las partículas del cátodo. Este escudo protege al material de las reacciones secundarias indeseadas con el electrolito, que son la principal causa de la degradación y la pérdida de capacidad de la batería.
«El efecto sinérgico de estas capas da como resultado un notable rendimiento en los ciclos de carga/descarga y una mayor estabilidad térmica de los cátodos LNMO», explicó el profesor Han.
Los resultados son contundentes. Las baterías con esta nueva tecnología mostraron una capacidad de descarga de aproximadamente 110 mAh/g con una retención del 97% después de 100 ciclos. Esto supone una mejora significativa frente a los cátodos LNMO no tratados, que solo alcanzaron 89 mAh/g y una retención del 91%.
Más allá del laboratorio: Impacto en tu coche y tu bolsillo
Este avance no es solo una curiosidad científica; tiene implicaciones directas para los consumidores y la industria automotriz. El profesor Han afirma que esta tecnología no se limita al LNMO, sino que «también puede aplicarse a materiales de cátodo comerciales», como los NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto) y los LFP (Litio-Ferrofosfato) que se usan actualmente en la mayoría de los vehículos eléctricos.
Esto podría significar:
- Mayor Autonomía: Baterías con mayor densidad energética que permitan a los coches recorrer distancias mucho más largas con una sola carga.
- Mayor Seguridad: La mejora en la estabilidad térmica reduce el riesgo de sobrecalentamiento e incendios, uno de los mayores temores asociados a las baterías de ion-litio.
- Menor Costo: Al utilizar materiales más abundantes y económicos como el manganeso (en los cátodos LMR, una variante de los LNMO) y reducir la dependencia del costoso cobalto, el precio final de los vehículos eléctricos podría disminuir significativamente. Se estima que reemplazar las baterías ternarias por alternativas como las LFP puede reducir el precio de un coche eléctrico en un 30%.
Este desarrollo se enmarca en una estrategia nacional de Corea del Sur para dominar el mercado de las baterías de próxima generación. El gobierno surcoreano ha lanzado múltiples proyectos multimillonarios para desarrollar baterías de estado sólido basadas en polímeros y sulfuros, con el objetivo de liderar el mercado de dispositivos portátiles y vehículos eléctricos. Empresas coreanas como LG Energy Solution y POSCO FUTURE M ya están avanzando en la producción en masa de baterías LMR, consideradas el punto intermedio perfecto entre el rendimiento de las ternarias y el bajo costo de las LFP.
La carrera por la batería del futuro está en marcha, y Corea del Sur acaba de tomar una ventaja decisiva.
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