Creen una bateria de cotxe elèctric que es recarrega en menys de 5 minuts

Enginyers de la Universitat de Cornell han creat una nova bateria de liti que pot carregar-se en el temps rècord de menys de cinc minuts i manté el seu rendiment durant cicles prolongats.

L’avenç podria alleujar l’"ansietat per l’autonomia" entre els conductors que temen que els vehicles elèctrics no puguin recórrer llargues distàncies sense una recàrrega que requereix molt temps, segons els autors.

"L’ansietat per l’autonomia és una gran barrera per a l’electrificació en el transport que qualsevol de les altres barreres, com el cost i la capacitat de les bateries, i hem identificat una via per eliminar-la utilitzant dissenys d’elèctrodes racionals", va dir en un comunicat Lynden Archer, professor d’enginyeria i degà de Facultat d’Enginyeria de Cornell, que va supervisar el projecte.

"Si pots carregar la bateria d’un vehicle elèctric en cinc minuts, no necessites tenir una bateria que sigui prou gran per a un abast de 300 milles (500 quilòmetres). Pots conformar-te amb menys, cosa que podria reduir el cost dels vehicles elèctrics i permetre'n una adopció més àmplia", afegeix Archer, que ha publicat el seu treballa la revista Joule.

Les bateries d’ions de liti es troben entre els mitjans més populars per alimentar vehicles elèctrics i telèfons intel·ligents. Les bateries són lleugeres, fiables i relativament eficients energèticament. Tanmateix, tarden hores a carregar-se i manquen de la capacitat per suportar grans pics de corrent.

Els investigadors van identificar l’indi com un material excepcionalment prometedor per a bateries de càrrega ràpida. L’indi és un metall tou, que s’utilitza principalment per fabricar recobriments d’òxid d’indi i estany per a pantalles tàctils i panells solars.

El nou estudi mostra que l’indi té dos característiques crucials com a ànode de bateria: una barrera d’energia de migració extremadament baixa, que estableix la velocitat a la qual els ions es difonen en estat sòlid; i una modesta densitat de corrent d’intercanvi, que està relacionat amb la velocitat a què es redueixen els ions en l’ànode. La combinació d’aquestes qualitats (difusió ràpida i cinètica de reacció superficial lenta) és essencial per a una càrrega ràpida i un emmagatzemament de llarga durada.

"La innovació clau és que hem descobert un principi de disseny que permet que els ions metàl·lics a l’ànode d’una bateria es moguin lliurement, trobin la configuració correcta i només llavors participin en la reacció d’emmagatzemament de càrrega", va dir Archer. "El resultat final és que en cada cicle de càrrega, l’elèctrode es troba en un estat morfològic estable. És precisament el que dona a les nostres noves bateries de càrrega ràpida la capacitat de carregar-se i descarregar-se repetidament durant milers de cicles".

Aquesta tecnologia, combinada amb la càrrega per inducció sense fil a les carreteres, reduiria la mida (i el cost) de les bateries, fent del transport elèctric una opció més viable per als conductors. Tanmateix, això no significa que els ànodes d’indi siguin perfectes, ni tan sols pràctics.