Un equipo de ingenieros dirigido por John Goodenough, padre de la batería de iones de litio, ha desarrollado un nuevo prototipo de batería que resuelve muchos de los problemas que poseen los actuales sistemas de almacenamiento.
Se trata de una batería sólida, que ya no utiliza combustible por lo que es más segura, se carga más rápido y tiene larga duración tanto para los dispositivos móviles como los coches eléctricos y estaciones de almacenamiento de energía.
Último avance de Goodenough, completado con la Escuela Cockrell Investigador Senior Maria Helena Braga, es un bajo costo todo-sólido-estado de la batería que no es combustible y tiene un largo ciclo de vida (duración de la batería) con una alta densidad de energía volumétrica y rápidas velocidades de carga y de descarga.
“El costo, la seguridad, la densidad de energía, las tasas de carga y descarga y el ciclo de vida son muy importantes para los coches impulsados por batería y tienen que aumentar todos ellos. Creemos que nuestro descubrimiento resuelve muchos de los problemas que son inherentes a las baterías de hoy en día", dijo Goodenough.
Los investigadores demostraron que las nuevas células de la batería tienen por lo menos tres veces más densidad de energía tanto como las baterías de iones de litio de hoy en día.
La densidad de energía de la célula de batería es para un vehículo eléctrico su campo de prácticas, por lo que una mayor densidad de energía en un coche significa que puede conducir más kilómetros entre cargas. La formulación de la batería también permite un mayor número de ciclos de carga y descarga, lo que equivale a baterías de mayor duración, así como una mayor velocidad de recarga (minutos en vez de horas).
Según los investigadores, la solución podría durar entre cinco a diez veces más que las baterías de iones de litio actuales.
Estado sólido
Las baterías de iones de litio de ahora utilizan electrolitos líquidos para el transporte de los iones de litio entre el ánodo (el lado negativo de la batería) y el cátodo (el lado positivo de la batería). Si una célula de la batería se carga demasiado rápido, puede causar dendritas o “bigotes de metal” para formar y cruzar a través de los electrolitos líquidos, causando un cortocircuito que puede llevar a explosiones e incendios.
En lugar de electrolitos líquidos, los investigadores han confiado en electrolitos de vidrio que permiten el uso de un ánodo de metal alcalino sin la formación de dendritas.
El uso de un ánodo de metal alcalino (litio, sodio o potasio) - que no es posible con las baterías convencionales - aumenta la densidad de energía de un cátodo y proporciona un ciclo de vida largo. En los experimentos, las células de los investigadores han demostrado más de 1.200 ciclos con baja resistencia a la célula.
Además, debido a que los electrolitos de vidrio sólido pueden operar, o tiene una alta conductividad, a -20 grados Celsius, este tipo de batería en un coche podría realizar bien su trabajo a temperaturas bajo cero. Esta es la primera batería que puede operar bajo 60 grados Celsius.
Otra ventaja es que las células de la batería se pueden hacer con materiales amigables con el planeta. En vez de litio, el principal material a utilizar será el sodio que encima está muy disponible ya que se puede extraer del agua de mar.
Goodenough y su equipo continúan trabajando para avanzar en su investigación relacionada con las baterías y están desarrollando varias patentes. A corto plazo, esperan trabajar con los fabricantes de baterías para desarrollar y probar sus nuevos materiales en los vehículos eléctricos y dispositivos de almacenamiento de energía.
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