¿Qué es un ánodo de silicio?

Las baterías vienen con tres partes específicas y una de ellas es el ánodo. Es en esta área donde se acumulan los electrones, que proporcionan energía a los dispositivos eléctricos. A partir de 2011, los ánodos de grafito se utilizan con mayor frecuencia en baterías de litio. Un ánodo de silicio tiene la capacidad teórica de producir hasta 10 veces la cantidad de energía de un ánodo de grafito tradicional. Un problema importante es que el ánodo de silicio se descompone fácilmente, lo que reduce la cantidad de energía generada y hace que la batería sea inestable; es por eso que el ánodo de silicio no se ha utilizado popularmente.

Cada batería, desde una pequeña AA hasta grandes baterías de generador, tiene tres partes: el cátodo, el electrolito y el ánodo. El ánodo tiene carga negativa y es donde se acumulan los electrones. Como dicta la naturaleza, los electrones se ven obligados a viajar a una carga positiva, que es producida por el cátodo. La capa de electrolito evita que los electrones entren directamente en el cátodo y, en cambio, fuerza a la energía a moverse a través del dispositivo eléctrico, encendiendo el dispositivo y haciéndolo funcionar, antes de detenerse en el cátodo. Es este proceso el que hace que todas las baterías funcionen.

En las baterías de litio, que utilizan litio como su principal fuente de energía, se ha utilizado grafito como ánodo porque puede producir grandes cantidades de energía y es lo suficientemente resistente para un uso constante. Si bien la potencia del grafito es alta en comparación con la de otras fuentes, se limita a la cantidad de potencia que puede producir el silicio. El silicio, cuando se combina con litio, puede producir hasta 10 veces la cantidad de energía, lo que permitiría que los dispositivos portátiles y los coches eléctricos funcionen durante más tiempo sin tener que cambiar o recargar la batería.

El problema con el uso de un ánodo de silicio es que el silicio tiene poca durabilidad. Cuando los electrones se producen y corren a través del ánodo de silicio, el silicio muestra signos de desgaste y deformidad. Cuando el silicio se deforma, no puede mantener una carga regular y la cantidad de energía se degrada. Esto significa que el silicio tiene una vida mucho más corta en comparación con el ánodo de grafito, aunque puede mantener una carga más alta.

Para evitar este problema, los investigadores están utilizando nanocables de silicio para el ánodo de silicio. El nanoalambre es capaz de soportar la energía sin degradarse. Se ha demostrado que este tipo de ánodo no se fractura ni se rompe, lo que lo convierte en una fuente viable de energía para estas baterías.