Un filtro ultrafino multiplica por cinco la vida útil de las baterías de autos eléctricos y aviones

Un desarrollo en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) promete transformar el panorama de los vehículos eléctricos y otros sectores que dependen del almacenamiento eficiente de energía.

Un equipo de investigadores patentó un filtro inteligente ultrafino, denominado HiSep-II, que puede multiplicar por cinco la vida útil de las baterías de litio-azufre. Con esta innovación, la industria se acerca a baterías más ligeras, seguras y económicas.

Baterías de litio-azufre: ventajas y el obstáculo del “efecto lanzadera”

Las baterías de litio-azufre se consideran una alternativa mejorada frente a las de ion-litio. Ofrecen mayor capacidad de almacenamiento, tiempos de carga más cortos y costes de fabricación inferiores, con un riesgo disminuido de incendio.

Sin embargo, la degradación acelerada sigue siendo su principal limitación. El responsable es el llamado “efecto lanzadera”, una reacción química donde polisulfuros de litio migran entre electrodos y reducen rápidamente la capacidad y la vida útil de la batería.

“Son estas sustancias las que hacen que las baterías de litio-azufre se degraden rápidamente, pierdan capacidad y tengan una vida útil limitada”, explicó Önder Tekinalp, investigador posdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química de la NTNU.

Separador inteligente: así funciona el filtro HiSep-II

El equipo de la profesora Liyuan Deng se enfocó en el separador, una barrera interna que evita cortocircuitos y regula el paso de iones. Los investigadores diseñaron una capa ultrafina y selectiva sobre el separador: el filtro HiSep-II, patentado en 2023.

“El recubrimiento bloquea las sustancias químicas dañinas y permite el paso libre de los iones de litio útiles”, señaló Tekinalp. Las pruebas en el laboratorio de Gløshaugen, en Trondheim, demostraron que las baterías equipadas con HiSep-II aumentan sus ciclos de carga de 200 a 1.000.

Quintuplicar la vida útil impacta no solo en la duración, sino también en el peso: los investigadores calculan que un paquete de batería de 800 voltios podría aligerarse en más de 200 kilogramos, aumentando así la eficiencia y autonomía de los autos eléctricos. El uso de azufre, un material abundante y de bajo coste, reduce los costes de producción.

Aplicaciones más allá del sector automotor y próximos pasos

El potencial del filtro HiSep-II alcanza mucho más que los automóviles eléctricos. Kristina Nydal, responsable de desarrollo de negocios en NTNU Technology Transfer, indicó que buscan escalar la tecnología y licenciarla a socios industriales interesados en emplearla en aviación, industria aeroespacial, drones y transporte marítimo, donde la seguridad, el peso y la estabilidad resultan clave.

De cara a la comercialización, es necesario someter la tecnología a pruebas independientes para validar su fiabilidad, estabilidad y viabilidad a gran escala. La NTNU y su oficina de transferencia tecnológica buscan inversores y socios estratégicos para llevar HiSep-II al mercado global.

Tekinalp destacó que, a diferencia de otras soluciones, HiSep-II actúa solo sobre el separador y puede integrarse fácilmente en las actuales líneas de producción, al tiempo que el proceso es respetuoso con el medio ambiente.

En un escenario de aumento del precio de los metales y mayores dificultades de reciclaje, este filtro se perfila como una alternativa rentable y sostenible, según la NTNU, para dar respuesta a la demanda creciente de soluciones más duraderas y eficientes en el almacenamiento de energía.