Los investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) y TUMint.Energy Research GmbH han mejorado las baterías de estado sólido mediante el desarrollo de un nuevo material hecho de litio, antimonio y escandio. Este nuevo material permite conducir iones de litio un 30% más rápido que cualquier material conocido anteriormente.
En la investigación, dirigida por el profesor Thomas F. Fässler de la Cátedra de Química Inorgánica, se sustituyó parte del litio del compuesto antimonuro de litio por el metal escandio. Esto crea huecos específicos, llamados vacantes, en la red cristalina del material conductor, que ayudan a que los iones de litio se muevan con mayor facilidad y rapidez. Dado que el material también conduce la electricidad, representó un desafío especial para los investigadores que tuvieron que adaptar sus métodos de medición.
Estabilidad térmica y fácil producción
Al incorporar pequeñas cantidades de escandio, los científicos han descubierto un nuevo principio que podría ser revolucionario para otras combinaciones de elementos, aunque se requieren muchas pruebas para su aplicación en una celda de batería.
Sin embargo, los investigadores son optimistas, ya que los materiales que pueden conducir tanto iones como electrones son especialmente adecuados como aditivos en electrodos. Ya que esta cualidad podría dar lugar a prometedoras aplicaciones prácticas, la Universidad Técnica de Múnich ya ha solicitado una patente para su desarrollo.
Además de la mayor velocidad, el material también ofrece estabilidad térmica y es fácil de producir mediante procesos químicos probados.
Por otro lado, los investigadores incluso han descubierto una clase completamente nueva de sustancias, pasando de litio-antimonio a litio-fósforo fácilmente. Mientras que la anterior combinación se basaba en litio-azufre y requería cinco elementos adicionales para su optimización, la nueva combinación solo requiere escandio como componente adicional. Este descubrimiento podría tener relevancia para aumentar la conductividad de otras sustancias.