Baterías basadas en flúor: hasta 8 veces más duraderas que las actuales

El fin de la carga diaria

Imagina cargar tu móvil o portátil solo dos veces al mes. Investigadores del Caltech han desarrollado la primera batería recargable basada en iones de flúor (aniones) que funciona a temperatura ambiente, con una densidad energética teórica hasta 8 veces superior a las de iones de litio.

El desafío de las baterías de flúor

La densidad energética depende de electrones transferidos, diferencia de potencial ánodo-cátodo, volumen de celda y constante de Faraday. El flúor, siendo el elemento más electronegativo, ofrece gran potencial, pero es extremadamente reactivo, corrosivo y difícil de manejar.

En los años 70 se intentaron baterías de flúor con electrolitos sólidos, pero requerían altas temperaturas, imposibles para uso cotidiano. El avance actual: usar electrolitos líquidos que permiten el movimiento iónico a temperatura ambiente.

Cómo funcionan

Mientras las baterías de litio usan iones positivos (cationes), esta batería usa iones negativos (aniones de flúor). Mover aniones es más fácil que cationes para lograr alta capacidad. El reto: mantener voltaje adecuado.

El componente clave es el electrolito líquido BTFE (bis(2,2,2-trifluoroetil)éter), que estabiliza el ion fluoruro permitiendo su movimiento reversible. Simulaciones computacionales revelaron que modificando BTFE con aditivos se mejora su estabilidad y rendimiento.

Resultados y perspectivas

Las reacciones de conversión multivalente de flúor muestran potenciales termodinámicos >3 V y capacidades volumétricas >1000 Ah/L, alcanzando densidades energéticas teóricas de 5000 Wh/L —al menos 8 veces las de litio-ion.

Los investigadores han desbloqueado una técnica prometedora para baterías de mayor duración. Las baterías de flúor están volviendo con fuerza.

Referencia: ScienceMag | doi:10.1126/science.aat7070 | Caltech