mayo 16, 2022

¿Una batería de vidrio que aumenta su capacidad de almacenaje con la edad?

Un prototipo de batería de estado sólido basado en litio y vidrio enfrenta críticas por las afirmaciones de que su capacidad aumenta con el tiempo.

¿Existe una batería cuya capacidad para almacenar energía aumenta con la edad? Un respetado equipo de investigadores dice que han desarrollado tal tecnología. 

batería de litio y vidrio

Sin embargo, hay controversia en torno a sus afirmaciones, en parte porque la termodinámica parece exigir que una batería solo se deteriore durante muchos ciclos de carga y descarga.

Los investigadores tienen una respuesta para esa crítica y continúan publicando artículos revisados ​​por pares sobre este trabajo. Si tales afirmaciones vinieran de casi cualquier otro laboratorio, podrían ser ignoradas y rechazadas por la comunidad más amplia de investigadores de baterías, de la misma manera que los físicos hacen caso omiso de cualquier cosa que huela a una máquina de movimiento perpetuo.

Pero este laboratorio pertenece a uno de los pioneros de baterías más famosos de la actualidad y uno de los inventores de la propia batería de iones de litio. John Goodenough, que a sus 96 años continúa investigando y publicando con científicos de un tercio de su edad, el año pasado se unió a tres coautores para publicar un  artículo que acaparó los titulares luego de un  anuncio inicial  sobre la nueva batería de vidrio.

Baterias de litio y vidrio no inflamables que almacenan mucho más energía

Goodenough y sus colaboradores afirmaron que habían desarrollado una batería de litio no inflamable (cuyo electrolito se basaba en un polvo de vidrio) que tenía el doble de densidad de energía que las baterías tradicionales de iones de litio. 

También publicaron un gráfico que mostraba un  aumento  en la capacidad durante más de 300 ciclos de carga y descarga. (Este aumento, sin embargo, palidece en comparación con la vida útil de al menos 23.000 ciclos de la célula).

Maria Helena Braga, profesora asociada y jefa del departamento de ingeniería física de la Universidad de Oporto en Portugal, ha sido una de las principales colaboradoras de Goodenough en la serie de  artículos recientes  sobre la batería de vidrio.

Ella dice que su electrolito de vidrio es un material ferroeléctrico , un material cuya polarización cambia de un lado a otro en presencia de un campo exterior. Por lo tanto, los ciclos de carga y descarga hacen que el electrolito se mueva de un lado a otro y, quizás, con el tiempo, encuentren la configuración ideal de cada dipolo electromagnético.

Baterias no inflamables y más ligeras

“Esto es lo que sucede mientras se carga y descarga”, dice Braga. «Estás alineando los dipolos ferroeléctricos».

Ella dijo que los grandes bancos de baterías que podrían surgir de esta investigación no solo tienen una mayor capacidad, sino que también son sustancialmente más livianos que los iones de litio. 

Aunque, agrega, quizás el mayor ahorro de peso no provenga de comparar la masa de una celda de batería con otra. “La mayor diferencia sería que no es necesario tener los mismos depósitos de acero inoxidable en cada una de las celdas”, dice. 

Sellar cada celda de la batería entre sí, para reducir el riesgo de incendio fuera de control, no sería necesario con una batería no inflamable. Como lo haría cualquier sistema de gestión de batería (BMS) extenso que monitorea cuidadosamente el rendimiento de la batería en vehículos eléctricos y otras tecnologías que utilizan grandes bancos de baterías.

“El BMS es para controlar las temperaturas”, dice ella. «En nuestro caso, no tenemos que tener eso». De hecho, agrega, hasta cierto punto, el aumento de las temperaturas solo aumenta el rendimiento del electrolito.

En cuanto al futuro de la batería Goodenough / Braga, proyecta que se utilizará por primera vez alrededor del 2022, si sus pronósticos son correctos, es posible que vea a un fabricante de vehículos eléctricos o una compañía de almacenamiento de baterías de red, o un fabricante de productos electrónicos de consumo presumir de una batería nueva de alta capacidad (¡y no inflamable!).

Fuente

https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/environment/a-glass-battery-that-keeps-getting-better

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