Un equipo internacional de investigadores ha logrado un importante avance en la tecnología de baterías al mejorar el rendimiento y la seguridad de las baterías de estado sólido, una de las grandes apuestas para el futuro del almacenamiento energético.
El estudio, liderado por el profesor Yoonseob Kim de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST), presenta un innovador material basado en una estructura orgánica covalente de borato tridimensional monocristalina (B-COF), capaz de actuar como electrolito de alto rendimiento en baterías de litio metálico.
El nuevo material permite una deposición y disolución estable del litio durante más de 2.000 horas en celdas simétricas, un hito que contribuye a eliminar uno de los principales riesgos de estas baterías: la formación de dendritas, estructuras que pueden provocar cortocircuitos y fallos de seguridad.
Las baterías de litio-metal convencionales han estado limitadas por la inestabilidad de sus interfaces y la aparición de estas dendritas. Aunque los marcos orgánicos covalentes (COF) se perfilaban como una alternativa prometedora, su naturaleza policristalina generaba resistencias internas que reducían su eficiencia.
Para superar este obstáculo, los investigadores utilizaron una plantilla de COF-303 que les permitió sintetizar un B-COF monocristalino con canales iónicos altamente ordenados. Esta configuración reduce significativamente la resistencia interna y favorece un transporte más uniforme de los iones de litio.
Los resultados muestran un rendimiento destacado: el material alcanza una conductividad iónica de 8,1 mS/cm a temperatura ambiente y un número de transferencia de litio cercano a la unidad (0,98), lo que garantiza un movimiento rápido y selectivo de los iones. Además, las celdas completas con cátodos de LiFePO₄ mantuvieron un 91,8 % de su capacidad tras 600 ciclos, con una eficiencia coulómbica del 99,98 %.
Según los autores, este avance acerca la viabilidad de baterías más seguras y con mayor densidad energética, clave para aplicaciones como los vehículos eléctricos o el almacenamiento de energía a gran escala.
El trabajo, publicado en la revista Advanced Science, ha contado también con la participación de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, en una colaboración internacional centrada en el desarrollo de soluciones energéticas más sostenibles.
Fuente | elperiodicodelaenergia.com
