Las baterías de litio-azufre no dependen de las mismas materias primas caras y difíciles de obtener, como el cobalto, de las baterías actuales. Pero otros problemas relacionados con su estabilidad han frenado la tecnología hasta ahora.

Ingenieros de la Universidad de Drexel han logrado un avance que, según ellos, acerca estas baterías al uso comercial, al aprovechar una fase química poco frecuente del azufre que evitar reacciones químicas perjudiciales.

Las baterías de litio-azufre son muy prometedoras en lo que respecta al almacenamiento de energía, y no solo porque el azufre sea abundante y menos problemático de obtener que el cobalto, el manganeso y el níquel utilizados en las baterías actuales (aunque eso mismo dijeron de las de sodio hace meses).

Además, pueden ofrecer un rendimiento mayor que las actuales, con el potencial de almacenar varias veces la energía de las baterías tradicionales de iones de litio. Pero hay un problema con el que los científicos siguen tropezando: la formación de unos compuestos químicos llamados polisulfuros.

A medida que la batería funciona, estos llegan al electrolito (la solución que transporta la carga entre el ánodo y el cátodo) donde desencadenan reacciones químicas que reducen la capacidad y la vida útil de la batería.

Los científicos han conseguido cambiar el electrolito de carbonato por un electrolito de éter, que no reacciona con los polisulfuros. Pero esto plantea otros problemas, ya que el electrolito de éter es muy volátil y contiene componentes con puntos de ebullición bajos, lo que significa que la batería podría fallar o fundirse.

Elon Musk confirma el coste de reemplazar las baterías de un coche Tesla y, no, no son baratas

Los ingenieros químicos de la Universidad de Drexel han estado trabajando en otra solución y esta comienza con el diseño de un nuevo cátodo, que puede funcionar con los electrolitos de carbonato que ya se utilizan comercialmente.

Este cátodo está hecho de nanofibras de carbono y ya se había demostrado que frenaba el movimiento de los polisulfuros en un electrolito de éter. Pero hacer que funcione con un electrolito de carbonato exigía algunos experimentos.

Los científicos intentaron confinar el azufre en la malla de nanofibras de carbono para evitar las peligrosas reacciones químicas mediante una técnica llamada disposición de vapor. Esto no tuvo el efecto deseado, sino que cristalizó el azufre de una forma inesperada y lo convirtió en algo llamado azufre monoclínico.

Así se convierten las mascarillas usadas en baterías equiparables a las de litio

Esta fase química del azufre solo se había producido a altas temperaturas en el laboratorio o se había observado en pozos de petróleo en la naturaleza. Por suerte para los científicos, no es reactiva con el electrolito de carbonato, eliminando así el riesgo de formación de polisulfuro.

El cátodo se mantuvo estable durante un año de pruebas y 4.000 ciclos de carga y descarga, lo que, según los científicos, equivale a 10 años de uso regular.

El prototipo de batería que el equipo fabricó con este cátodo ofrecía el triple de capacidad que una batería de iones de litio estándar, lo que abre el camino a baterías más respetuosas con el medio ambiente que permitan a los vehículos eléctricos viajar mucho más lejos con cada carga.