58 EFICIENCIA ENERGÉTICA Una historia de 44 años La batería de litio-ión fue presentada en 1970 por el químico S.Whittingham. Le interesaba el litio, un elemento que permite gran densi- dad de carga (Relación energía/masa), que varía entre 160 y 300 Wh/kg, o sea, 9 veces mejor que la batería de plomo. Otros opinan que la densidad de carga supera el 10. Pero todavía queda lejos de los 10.000 Wh/kg de los combustibles líquidos. Gran capacidad de descarga, en cuestión de minutos. Tiene una tasa de autodescarga aceptable. Como toda batería tiene tres componentes: ánodo, cáto- do y el electrolito. El litio chileno En la batería de litio, cargada, sin contacto con agua, los electrones circulan por el circuito externo desde el electrodo de litio hacia el de carbono poroso. En el electrodo de carbono el oxígeno atmosférico por el circuito interno, el electrolito, se une al Litio, para formar el peróxido de litio. Bateria descargada. En la tabla de los Elementos de Dimitri Ivano- vitch Mendeleviev no encontramos nada mejor para la batería. Su mejor cualidad, su po- tencial electroquímico: -3,05, el más negativo de todos los elementos. Tiene un electrón de valencia, que lo cede con facilidad, para formar un catión. Tiene dos isótopos, de peso 6 y 7. Con una densidad de 0,534 g/cm3. Es el más ligero de todos los elementos sólidos. Flota en los hidrocarburos. Expuesto al agua y al aire se enciende. Muy reactivo, incluso con gas nitró- geno a temperatura ordinaria. Es blando y se puede cortar con un cuchillo. Es relativamente abundante en el planeta en forma de compues- tos. En la industria se obtiene por electrólisis de una mezcla de cloruro de litio y cloruro potásico. El país más productor de litio es Chile. Su precio no crea problemas. Litio-Aire Esta nueva batería utiliza la oxidación del litio en el ánodo (polo negativo) y la reducción del oxígeno atmosférico en el cátodo (polo positivo), para inducir un flujo de corriente. En el ánodo hay peróxido de litio (batería descargada) y litio metálico (batería cargada). El litio metálico se convierte en iones litio y en electrones. Estos se dirigen por el circuito externo al cátodo de carbono poroso. En el cátodo hay carbono poroso, de gran superficie. El oxígeno atmosférico, como material activo, entra y sale en los poros de carbono, pero éstos a veces se bloquean. No sabemos bien qué tamaño han de tener los poros, y cómo distribuirlos en el electrodo. El electrodo de nanotubos de carbono ofrece una gran superficie, indispensable para lograr la alta capacidad. Estos iones-oxígeno circulan por el electrolito, el circuito in- terno, desde el cátodo de carbono al ánodo con iones de litio. Con los iones de oxígeno se forma óxido de litio, o pe- róxido de litio, podemos escoger, (batería descargada). Al cátodo se añaden catalizadores metálicos, que aceleran la reducción del oxígeno y aumentan la capacidad energética del cátodo. Los catalizadores son óxido de manganeso, co- balto, rutenio, platino, plata. Hay catalizadores de mangane- so en el cátodo con capacidad de 3.137 mA.h/g carbono. El electrolito es muy complejo, con capas, y hay varios tipos, sólido (poco usado por baja conductividad), líquido, con quí- micas diferentes. Aquí no lo describimos, continúa su inves- tigación en la bateria Litio-Aire. Hay electrolitos cerámicos, de vidrio, apróticos (sin agua), polímeros, poliestireno, polia- crilonitrilo, fluoruro de polivinildeno, con sales de litio. Sirve un electrolito orgánico líquido, que disuelve las sales de litio: fluoruros de litio con fósforo, arsénico o nitrógeno. tecnología