En dos años las baterías que se cargan en dos minutos serán una realidad


Luego de tres años de estudios, cuatro científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) de Singapur han desarrollado baterías ultra rápidas que se pueden cargar hasta el 70 por ciento en sólo dos minutos. Estas baterías de nueva generación, también tienen una vida útil de más de 20 años, lo que representa 10 veces mas en comparación con las baterías de ion-litio existentes.

Este avance tiene un impacto de gran alcance en todas las industrias, en especial para los vehículos eléctricos, donde los consumidores se desaniman por los tiempos de recarga y su autonomía. Con esta nueva tecnología, los conductores de vehículos eléctricos podrían ahorrar decenas de miles de dólares en costos de reemplazo de baterías y por otra parte podrían recargar sus coches en cuestión de minutos.
Comúnmente utilizadas en los teléfonos móviles, tablets, y en los vehículos eléctricos, las baterías de ion-litio recargables por lo general duran alrededor de 500 ciclos de recarga. Esto es equivalente a dos o tres años de uso típico. Con cada ciclo toma alrededor de dos horas para que la batería se cargue nuevamente.
En la nueva batería desarrollada por los científicos de la NTU, el grafito tradicional que es utilizado para el ánodo (polo negativo) en las baterías de ion-litio se sustituye con un nuevo material de gel hecho de dióxido de titanio.
El dióxido de titanio es un material abundante, barato y se encuentra en la naturaleza. El equipo de la NTU ha encontrado una manera de transformar el dióxido de titanio en diminutos nanotubos, mil veces más delgados que el diámetro de un cabello humano. Esta propiedad es la que acelera las reacciones químicas que tienen lugar en la nueva batería, permitiendo la carga super rápida.
Inventado por el Profesor Asociado Chen Xiaodong de la Escuela de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la NTU, la ciencia detrás de la formación del nuevo gel de dióxido de titanio fue publicado en el último número de Advanced Materials, una revista científica internacional en ciencias de los materiales.
El profesor Chen y su equipo solicitarán un crédito para pasar a fabricar este prototipo de baterías a gran escala. Pero la noticia corrió rápidamente como un reguero de pólvora y la industria ya está detrás de este espectacular descubrimiento.
Por su parte, el profesor Chen espera que la nueva generación de baterías de carga rápida llegue al mercado en los próximos dos años. El gran interés radica en que éste invento representaría una solución clave en la superación de los problemas de energía relacionados con la movilidad eléctrica.
“Los coches eléctricos podrán aumentar su rango de acción de manera espectacular. Con tan sólo cinco minutos de carga tendrían las baterías llenas. Hoy en día es el tiempo que utilizan en las estaciones de servicio para cargar un tanque de combustible”, añadió el profesor Chen.
“Tanto o más importante que este detalle de tiempos, es que ahora podemos reducir drásticamente los residuos tóxicos generados por las baterías. Nuestras baterías duran diez veces más que las actuales baterías de ion-litio.”
La vida de 10 mil ciclos de la nueva batería también significa que los conductores de los vehículos eléctricos podrían ahorrar en el costo de los reemplazos de la batería, lo que podría costar más de 5 mil dólares cada uno.

Fácil de fabricar
Las baterías de litio suelen utilizar diversos aditivos para unir los electrodos al ánodo. Esto, a la larga, afecta en la velocidad en la que los electrones y los iones pueden moverse dentro de las baterías. Sin embargo, los nuevos electrodos basados ​​en nanotubos de dióxido de titanio reticulado del profesor Chen, elimina la necesidad de estos aditivos y pueden empaquetar más energía en la misma cantidad de espacio.
La fabricación de este nuevo gel de nanotubos es muy fácil. El dióxido de titanio y el hidróxido de sodio se mezclan y se agitan bajo una cierta temperatura. De esta forma, será más fácil integrar el nuevo gel en sus procesos de producción actuales. 
“Si bien el costo de las baterías de ion-litio se ha reducido significativamente y su rendimiento ha mejorado desde que Sony las comercializó en 1991, el mercado se está expandiendo rápidamente hacia nuevas aplicaciones en movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía “, dijo el profesor Yazami, que no está involucrado en el proyecto de investigación del profesor Chen.
El año pasado, el profesor Yazami fue galardonado con el prestigioso Premio Draper de la Academia Nacional de Ingeniería por su trabajo pionero en el desarrollo de la batería de ion-litio con otros tres científicos.
“Sin embargo, todavía hay margen de mejora y una de esas áreas clave es la densidad de potencia – la cantidad de energía se puede almacenar en una cierta cantidad de espacio – que se relaciona directamente con la capacidad de carga rápida. Lo ideal sería que el tiempo de carga para las baterías de los vehículos eléctricos fuera inferior a 15 minutos, pero parece que el profesor Chen lo ha logrado”.

 
Fuente: www.solarthermalmagazine.com
 
Advertisements

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *