The Australian Graphene Manufacturing Group (GMG) ha presentado una nueva batería de iones de aluminio y grafeno que supera en prácticamente todas las características a las actuales baterías de litio que se emplean en los vehículos eléctricos. Se recargan 60 veces más rápido, pueden triplicar su capacidad de almacenamiento y su vida útil y además son más sostenibles y fáciles de reciclar. Por ahora, la investigación se centra en celdas de tipo botón, que ya han dado resultados muy prometedores, pero la química estará disponible para su aplicación en coches eléctricos en formato bolsa en 2024.
La investigación ha sido publicada en la revista técnica Advanced Functional Materials, donde se especifican las características de los materiales utilizados, las condiciones de los ensayos realizados y los resultados obtenidos.
Para la fabricación de sus celdas, GMG ha utilizado la tecnología del Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la Universidad de Queensland. A diferencia de otras celdas de aluminio que cuentan en su estructura con grafito convencional, la compañía australiana ha creado una arquitectura en la que se insertan átomos de aluminio en pequeñas perforaciones realizadas en los planos de grafeno.
La densidad energética de la celda experimental de GMG se encuentra entre los 150 y los 160 Wh/kg, mientras que la densidad de potencia es de 7.000 W/kg. Estos valores son los obtenidos para una batería que trabaja en condiciones de laboratorio en una celda tipo botón. Por ahora, los investigadores no han querido traspasar estos valores a una celda tipo bolsa, que es el objetivo final del estudio. Si GMG pudiera alcanzar valores similares en ellas, estas celdas podrían compararse con las de litio ferro fosfato (LFP) actuales.
La celda experimental de tipo botón de GMG, de iones de aluminio y grafeno, se recarga en 10 segundos, y promete una alta capacidad de almacenamiento de energía y una larga vida útil.
Además de su mayor capacidad de carga, hasta 60 veces la que admiten las celdas de iones de litio actuales, este tipo de celdas puede almacenar en su interior hasta tres veces más energía que las mejores celdas de aluminio y alcanzar hasta 3.000 ciclos de carga y descarga durante su vida útil. Gracias a que sus materiales básicos son muy estables, las celdas son más sostenibles y ofrecen muchas facilidades para su reciclaje.
Según Craig Nicol, director gerente de GMG, la batería tipo botón del experimento se puede cargar en tan solo diez segundos: "Se carga tan rápido que, básicamente, es un supercondensador". Además, es muy posible que las futuras celdas tipo bolsa puedan tener "la misma forma y voltaje que las celdas de iones de litio actuales", o "cualquier otra forma". Esta posibilidad supone una gran ventaja puesto que las celdas de iones de aluminio-grafeno podrían convertirse en un "reemplazo directo" de las celdas de iones de litio, instalándose en lugar en las cajas de las baterías actuales.
Si todas estas ventajas ya son muy prometedoras, "hasta ahora no hemos encontrado problemas de temperatura", añade Nicol, lo que quiere decir que existe una probabilidad muy alta de que no sea necesario un sistema de refrigeración ni de calentamiento. De esta manera, sería posible eliminar el peso y el espacio que ocupa, que en una batería de 100 kWh de capacidad puede alcanzar hasta los 80 kilogramos.
GMG, una empresa cotizada en la Bolsa de Canadá, todavía no dispone de una instalación de producción ni ha anunciado acuerdos con cliente importantes para suministrarles su batería de iones de aluminio y grafeno. La compañía afirma que está "abierta a acuerdos comerciales y de fabricación", según informa Forbes .