El cient\u00edfico Daniel Mutter, del Fraunhofer IWM, ha investigado la composici\u00f3n qu\u00edmica ideal de los electrolitos cer\u00e1micos s\u00f3lidos para que funcionen bien en las bater\u00edas de iones de litio. La esperanza: mayores densidades de potencia y energ\u00eda.<\/p>\n
La clase de cer\u00e1micas NZP promete una alta conductividad i\u00f3nica, explica el Instituto Fraunhofer de Mec\u00e1nica de Materiales de Friburgo IWM en un comunicado de prensa. El nombre procede de los elementos qu\u00edmicos sodio, circonio y f\u00f3sforo contenidos en proporciones variables en estas cer\u00e1micas.<\/p>\n
El reto: En general, la conductividad i\u00f3nica de los materiales cer\u00e1micos es inferior a la de los electrolitos l\u00edquidos. Seg\u00fan el IWM, el dise\u00f1o estructural \u00fanico de las cer\u00e1micas NZP permite la existencia de \"caminos de migraci\u00f3n\" por los que los iones de litio pueden desplazarse f\u00e1cilmente. Mediante simulaciones atom\u00edsticas, Mutter ha identificado varias combinaciones de elementos qu\u00edmicos para las cer\u00e1micas NZP que resultan especialmente prometedoras.<\/p>\n
\"Esta investigaci\u00f3n inform\u00e1tica nos permite hacer afirmaciones definitivas sobre las propiedades y la estabilidad de diversos compuestos qu\u00edmicos sin tener que sintetizarlos realmente en un laboratorio\", explica el investigador. La s\u00edntesis real es cara y requiere recursos.<\/p>\n
Las simulaciones se realizaron en el ordenador central del Centro de Supercomputaci\u00f3n Steinbuch del Instituto de Tecnolog\u00eda de Karlsruhe. No s\u00f3lo tuvieron en cuenta el potencial de cada una de las combinaciones de materiales, sino tambi\u00e9n si los elementos qu\u00edmicos utilizados eran a la vez no t\u00f3xicos y abundantes en la corteza terrestre.<\/p>\n
Seg\u00fan Mutter, los electrolitos cer\u00e1micos, que ahora se componen de materiales \"relativamente f\u00e1ciles de degradar\", podr\u00edan probarse en la pr\u00e1ctica en un siguiente paso, \"si nuestros materiales electrol\u00edticos predichos aumentan significativamente la conductividad i\u00f3nica como se esperaba y si las bater\u00edas que se componen de ellos consiguen una densidad de energ\u00eda y potencia mucho mayor\", afirma el f\u00edsico.<\/p>\n
Adem\u00e1s de las predicciones en torno a los posibles compuestos electrol\u00edticos, Mutter ha contribuido a \"una mejor comprensi\u00f3n de los procesos at\u00f3micos en las cer\u00e1micas NZP\", seg\u00fan escribe el IWM. Entre otras cosas, se trata de los procesos que favorecen o no la migraci\u00f3n de iones de litio en determinadas combinaciones de materiales. Esto deber\u00eda permitir afirmaciones m\u00e1s s\u00f3lidas sobre la conductividad i\u00f3nica de las cer\u00e1micas NZP.<\/p>\n