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Innovación y Tecnología

IBM diseña nueva batería libre de metales pesados mejor que las de litio


Sin autor 2019-12-27 14:12:00 Compartir

La innovación podría suponer un gran cambio en aquellas industrias que dependen de metales como el cobalto y el litio, como lo es la industria automotriz justo ahora en el auge inminente de los vehículos eléctricos.


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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