IBM Research se basa en una larga historia de innovación en
ciencia de materiales para presentar un nuevo descubrimiento de baterías. Esta
nueva investigación podría ayudar a eliminar la necesidad de metales pesados en
la producción de baterías y transformar la sostenibilidad a largo plazo de
muchos elementos de nuestra infraestructura energética.
A medida que se exploran alternativas que funcionan con
baterías para todo, desde vehículos hasta redes de energía inteligentes, sigue
habiendo preocupaciones importantes sobre la sostenibilidad de las tecnologías
de batería disponibles.
Muchos materiales de batería, incluidos los metales pesados
como el níquel y el cobalto, presentan enormes riesgos ambientales y humanitarios.
El cobalto en particular, que está ampliamente disponible en África central, ha
sido criticado por prácticas de extracción descuidadas y de explotación.
Utilizando tres materiales patentados nuevos y diferentes,
que nunca antes se habían registrado como combinados en una batería, nuestro
equipo de IBM Research descubrió una química para una batería nueva que no
utiliza metales pesados u otras sustancias con problemas de abastecimiento.
Los materiales para esta batería se pueden extraer del agua
de mar, sentando las bases para técnicas de abastecimiento menos invasivas que
los métodos actuales de extracción de materiales.
Los investigadores de IBM trabajan en el Laboratorio de
baterías de investigación de IBM para combinar y probar materiales y
formulaciones únicos para tecnologías de batería más sostenibles.
Tan prometedor como la composición de esta nueva batería es
su potencial de rendimiento. En las pruebas iniciales, demostró que puede
optimizarse para superar las capacidades de las baterías de iones de litio en
una serie de categorías individuales que incluyen costos más bajos, tiempo de
carga más rápido, mayor densidad de energía y energía, alta eficiencia
energética y baja inflamabilidad.
Descubierto en el Laboratorio de baterías de IBM Research,
este diseño utiliza un material de cátodo libre de cobalto y níquel, así como
un electrolito líquido seguro con un alto punto de inflamación. Esta combinación
única del cátodo y el electrolito demostró una capacidad para suprimir las
dendritas de metal de litio durante la carga, reduciendo así la inflamabilidad,
lo que se considera un inconveniente significativo para el uso de metal de
litio como material anódico.
Un sistema de espectroscopia de masa electroquímica
diferencial (DEMS) en el Laboratorio de baterías de investigación de IBM, que
mide la cantidad de gas que ha evolucionado desde una celda de batería durante
los ciclos de carga y descarga.
Este descubrimiento tiene un potencial significativo para
las baterías de vehículos eléctricos, por ejemplo, donde entran en juego
preocupaciones como la inflamabilidad, el costo y el tiempo de carga. Las
pruebas actuales muestran que se requieren menos de cinco minutos para que la
batería, configurada para alta potencia, alcance un estado de carga del 80 por
ciento. Combinado con el costo relativamente bajo de obtener los materiales, el
objetivo de un vehículo eléctrico de carga rápida y bajo costo podría convertirse
en realidad.
En la arena en rápida evolución de los vehículos voladores y
las aeronaves eléctricas, es fundamental tener acceso a baterías con una
densidad de potencia muy alta, que puede escalar una carga de energía
rápidamente. Cuando está optimizado para este factor, este nuevo diseño de
batería excede más de 10,000 W / L, superando a las baterías de iones de litio
más potentes disponibles. Además, nuestras pruebas han demostrado que esta
batería puede diseñarse para un ciclo de vida útil prolongado, lo que la
convierte en una opción para aplicaciones de redes eléctricas inteligentes y
nuevas infraestructuras energéticas donde la longevidad y la estabilidad son la
clave.
Fuente: IBM.
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