NeoFronteras

Trabajan en la fabricación de electrodos para baterías de litio-aire que se obtenidos gracias a virus.

Una de las peores experiencias que se tiene con portátiles o con teléfonos móviles es que la batería deja de tener plena carga al cabo de unos pocos años. El consumidor tiende a considerar entonces el cambio del dispositivo por otro más moderno. Esto ha hecho que los teléfonos móviles pasen a ser como la ropa, que se compra una temporada para deshacerse de ella a la siguiente porque se ha pasado de moda. No hace falta decir que ambas cosas no son muy poco ecológicas.
A lo largo de estos años en NeoFronteras hemos visto muchas de las tecnologías que se están investigando para obtener baterías de gran capacidad, baratas y duraderas.
La escasa capacidad y duración de las baterías es más grave en el caso de los automóviles, pues el coste de las baterías es un alto porcentaje del coste del vehículo. Aunque esto no suele importar mucho los ricos compradores de un Tesla o de un Porche eléctrico. El caso es que si queremos tener independencia respecto a los combustibles fósiles en el transporte por carretera es necesario disponer de buenas baterías.
Una tecnología prometedora al respecto es la de las baterías de litio-aire, pues se basan en el intercambio de aire con la atmósfera, con el consiguiente ahorro de peso.
El último grito en esto de las baterías de litio-aire lo tiene el MIT con electrodos hechos a base de virus. Uno de los problemas de las baterías es la estabilidad de los electrodos. Si estos se degradan la batería deja de funcionar bien aunque todo lo demás esté en buenas condiciones.
Hay una buena promesa en las baterías de litio-aire, pero entre los retos está la creación de electrodos mejores. Un electrodo tiene que admitir ser empapado por iones y esto hace que se hinche, lo que repercute en una corta duración. Usar un material esponjoso o fibroso puede ayudar en este sentido.
Un grupo de investigadores del MIT han creado un electrodo (cátodo) en cuya composición se usan virus modificados. La idea es incrementar área gracias a nanohilos obtenidos a partir de virus M13 modificados.

Estos virus pueden capturar moléculas metálicas del agua circundante e ir pegándolas unas a otras según ciertas formas estructurales. En este caso se usa óxido de manganeso que es el material favorito que se pretende usar en los electrodos de las baterías de litio-aire. Estos nanohilos están hechos por los virus, pero, a diferencia de otros métodos de fabricación, los nanohilos así creados tiene una superficie más rugosa que aumenta dramáticamente el área total. Un área mayor mejora los procesos de carga y descarga de las baterías de litio-aire. Además, las estructuras cruzadas que se producen dotan de gran estabilidad estructural al electrodo.
Entre las ventajas de esta biosíntesis está que, a diferencia de otros métodos, no se necesita mucha energía y no se usan altas temperaturas o productos químicos peligrosos.
Al final del proceso se añade un poco de paladio (metal caro) para aumentar la conductividad eléctrica del electrodo así obtenido, pero en mucha menor cantidad que en otros procesos de fabricación de nanohilos de este tipo.
El resultado final es que una batería de litio-aire que use este tipo de electrodos pondría tener de 2 a 3 veces la densidad de energía que las baterías de ion-litio convencionales.
Naturalmente los investigadores admiten que todavía hace falta mucho desarrollo antes de que algo así se comercialice. Este resultado sólo afecta a un componente: el cátodo. Pero se necesita desarrollar todo lo demás también. De momento los prototipos sólo admiten 50 ciclos de carga y se necesitarían miles de esos ciclos para que sea comercializable.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Vídeo sobre el tema.