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Las baterías de Litio están a punto de evolucionar

En la búsqueda por baterías superiores los desafíos son muchos, pero no imposibles

Si alguna vez la energía verde reemplaza a los combustibles fósiles, la energía portátil necesita ser más eficiente y más barata, sin embargo, a medida que los productos electrónicos se vuelven más poderosos y pequeños, las baterías luchan por mantener el ritmo, en gran parte, eso se debe a que cada vez es más difícil empaquetar más energía en baterías de iones de litio livianas y, al mismo tiempo, hacerlas menos costosas.

Pocos entienden los problemas, y las posibles soluciones,mejor que Venkat Srinivasan, un científico líder en baterías que dirige el centro colaborativo de Argonne para la ciencia del almacenamiento de energía o ACCESS,“muchas compañías de automóviles están produciendo autos eléctricos que tienen un alcance de 300 kilómetros, los costos se han reducido, pero el mayor problema al que se enfrentan es que el costo de sus baterías sigue siendo demasiado alto».

“Los vehículos eléctricos, son ​​más caros que los automóviles comparables que funcionan con gasolina, tenemos que encontrar una manera de disminuir el costo de las baterías”, comenta el especialista, pero el problema no se limita a los autos, afecta también a las casas y a los dispositivos móviles.

Si bien hay algunas áreas en la red eléctrica donde las baterías de iones de litio pueden competir en precio, hay muchos lugares en el mundo, donde cuestan menos que tener que construir costosas líneas de transmisión de larga distancia, estas baterías aún cuestan demasiado para el propietario promedio.

“Si, por ejemplo, quiero energía solar en el techo de mi casa y baterías en el garaje, el costo de estas baterías tiene que ser bastante bajo para que tenga sentido económico: del orden de 50 dólares por kilovatio hora, tal vez incluso 30 dólares por kilovatio hora para los estados con electricidad de muy bajo costo”, dice Srinivasan.

Baterías de Litio.
A medida que aumentan las necesidades de energía del mundo, se busca una mejor tecnología de batería, para mantener teléfonos inteligentes cargados por más tiempo, manejar autos eléctricos y almacenar la energía producida.

Las baterías evolucionaran, pero ¿A que costó?

 “El problema es que las baterías de hoy cuestan alrededor de 200 dólares por kilovatio hora, por lo que los precios tienen que bajar en un factor de cuatro o cinco», por eso es que los materiales importan, la solución es mejorar gradualmente las baterías de iones de litio encontrando maneras de hacer que almacenen más energía de manera asequible, al mismo tiempo que innovan con nuevos materiales.

Un área que se está explorando son los dispositivos de estado sólido, en los cuales las baterías de electrolito líquido son reemplazadas por sólidos, Por un lado, tales dispositivos son más seguros, afirma Srinivasan, si bien las baterías de iones de litio líquidas pueden encenderse rápidamente si se sobrecalientan, las versiones de estado sólido más estables bajo investigación representan un retorno al pasado, aunque con un giro recargable.

“Hace veinte o treinta años, todos solíamos llevar relojes que tenían baterías de litio-metal, nuestras linternas y nuestras cámaras tenían baterías de litio-metal, pero no eran recargables», comenta Srinivasan, intentar recargar estas baterías de estado sólido hace que el litio forme dendritas, que terminan cortocircuitando la batería, lo que puede calentarse y provocar incendios y para descubrir cómo solucionar el problema,es útil pensar en las dendritas como las raíces de un árbol.

“Puedes detener el crecimiento de una raíz: solo pones una placa de acero pesada junto a ella, ¡y listo!, ya has terminado, siempre podríamos encontrar materiales mecánicamente muy fuertes para colocar una batería y bloquear el crecimiento de una dendrita, el problema siempre ha sido que la conductividad a través del material solía ser pobre», recuerda el investigador.

Hace unos años, investigadores en Japón identificaron materiales de vidrio a base de sulfito que no solo eran lo suficientemente fuertes para resistir a las dendritas, sino que también tienen una conductividad muy alta, lo que podrían ofrecer una solución al problema y ayudar a desarrollar baterías de litio recargables de estado sólido.

«Hemos estado modelando sus propiedades mecánicas y electroquímicas para ver si podemos obtener las densidades de potencia correctas», asevera Srinivasan, “también hemos hecho algunos modelos económicos para tratar de averiguar cuánto costarían las baterías futuras, si puede fabricar una batería de litio-metal con un ánodo de litio y un cátodo de vidrio a base de sulfito, que es un material de bajo costo, puede llegar a un costo de 80 dólares por kilovatio hora».

Es un umbral crucial:» Ese es la el número que necesitamos para que los automóviles eléctricos tengan paridad con los automóviles de gasolina», concluye Srinivasan.

Fuente
FT

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