Investigadores en Corea del Sur han dado un paso clave hacia la fabricación de baterías de litio-azufre más seguras, eficientes y con mayor durabilidad, que podrían tener un impacto directo en el rendimiento de vehículos eléctricos y dispositivos portátiles. El equipo de trabajo ha desarrollado una estrategia de ingeniería a doble escala basada en marcos metalo-orgánicos (MOF, por sus siglas en inglés), logrando superar algunas de las barreras más persistentes de esta tecnología.Las baterías de litio-azufre ofrecen un potencial teórico mucho más alto que las de ion-litio tradicionales, tanto en capacidad como en densidad de energía. Sin embargo, su aplicación comercial ha estado limitada por problemas como el efecto «shuttle» de los polisulfuros de litio, una especie de fuga interna de materiales activos que degrada el rendimiento con el tiempo. También sufren de reacciones electroquímicas lentas y pérdida rápida de capacidad.Catalizadores de átomo único y diseño jerárquicoEl equipo, liderado por Seung-Keun Park y publicado en la revista Advanced Fiber Materials, propone una solución que combina dos enfoques: la ingeniería estructural a nivel macro y la modificación de catalizadores a escala atómica. En lugar de enfocarse sólo en los materiales o en los procesos internos, han diseñado una fibra de carbono porosa jerárquica que actúa como soporte mecánico y conductor eléctrico, a la vez que aloja átomos individuales de cobalto en una configuración N3 (tres átomos de nitrógeno), poco coordinados pero altamente reactivos.Este diseño de doble nivel logra varios objetivos a la vez. Por un lado, mejora la adsorción de los polisulfuros de litio (LiPS), reduciendo su movilidad dentro de la celda y evitando que se pierdan. Por otro, acelera las reacciones redox, es decir, los procesos químicos que permiten la carga y descarga de la batería. Gracias a esto, se mitiga el efecto shuttle y se incrementa la eficiencia general.Beneficios prácticos para la electrificaciónEl resultado es un material flexible, sin necesidad de adhesivos ni estructuras adicionales, que puede integrarse directamente en celdas de batería tipo pouch. En pruebas, ha demostrado conservar su integridad mecánica incluso al doblarse, manteniendo el suministro eléctrico en dispositivos pequeños.Este avance tiene implicaciones muy concretas: vehículos eléctricos con autonomía extendida, sistemas de almacenamiento para energías renovables como la solar y la eólica, e incluso baterías ligeras y flexibles para dispositivos portátiles y wearables. Como el material evita el uso de aglutinantes y permite una producción más directa, también se espera una reducción en los costos y una mejora en la sostenibilidad de la cadena de producción.El rol del diseño racional de materialesEste proyecto demuestra que no basta con descubrir nuevos materiales; su estructura a distintas escalas también importa. La combinación de un soporte poroso que facilita el paso de iones y una configuración atómica específica que cataliza reacciones químicas críticas resulta clave para alcanzar un mejor desempeño.Como una esponja meticulosamente diseñada, esta fibra de carbono no solo atrapa lo que debe, sino que también acelera los procesos que lo convierten en energía. Es un recordatorio de que, en tecnología, la forma también hace al fondo.Implicaciones para la transición energéticaLograr baterías con mayor densidad de energía, más durabilidad y menor costo es uno de los pilares para acelerar la transición hacia una economía baja en carbono. Cuanto más eficientes sean los sistemas de almacenamiento, menos dependeremos de combustibles fósiles y más viable será integrar energías intermitentes como la solar y la eólica en la red eléctrica.La estrategia coreana de ingeniería dual es un ejemplo de cómo el conocimiento avanzado en ciencia de materiales puede tener efectos concretos sobre el medio ambiente, la movilidad y el acceso a tecnologías más limpias. En lugar de buscar soluciones milagrosas, se apoya en un diseño racional y progresivo, optimizando tanto el «recipiente» como el «contenido» de la batería.La noticia Un nuevo diseño promete baterías de litio-azufre más duraderas y eficientes para vehículos eléctricos fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Natalia Polo.