Las baterías de estado sólido solo serán un éxito si son seguras. Los materiales superiónicos han llegado al rescate
Las baterías de estado sólido son una de las mejores bazas del coche eléctrico para consolidarse definitivamente. Y es que prometen. Prometen mucho. Hasta un 50% más de autonomía, una vida útil más larga y una carga hasta seis veces más rápida, entre otras mejoras contundentes. Actualmente están involucrados en su desarrollo algunos de los gigantes de la industria de la automoción, como Volkswagen, BMW, Hyundai o Ford, entre otras compañías, por lo que esta innovación no puede permitirse no prosperar. Estas baterías recurren al mismo principio de funcionamiento que las de iones de litio, pero utilizan un electrolito sólido en vez de uno en estado líquido. Cada una de las celdas está conformada por dos electrodos metálicos o de un material compuesto que están en contacto con un medio conductor. Este último es el electrolito. Este componente habitualmente utiliza una sal de litio que contiene los iones que son necesarios para propiciar la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo, que son los electrodos. Las compañías que están desarrollando las baterías de estado sólido no han desvelado la composición de su electrolito porque forma parte de su propiedad intelectual, pero sabemos con certeza que no emplea sales de litio en estado líquido; utiliza un compuesto en estado sólido. Algunos equipos de investigación llevan décadas trabajando en esta tecnología y han propuesto electrolitos de cerámica, cristal o nanohilos de oro y manganeso, entre otros materiales exóticos, pero la opción idónea será aquella que minimice el riesgo de incendio. A la búsqueda de baterías de estado sólido más seguras y con una carga más rápida Un equipo de investigadores de la Universidad Duke, en Carolina del Norte (EEUU), ha publicado en Nature Physics un interesantísimo artículo en el que propone un nuevo tipo de electrolito que, según sus pruebas, tiene la capacidad de resolver de un plumazo algunos de los desafíos a los que se enfrentan las baterías de estado sólido. Y es que en sus experimentos el cloruro de azufre y fósforo de litio (Li₆PS₅Cl) ha demostrado ser un compuesto superiónico que tiene unas propiedades fisicoquímicas extraordinariamente prometedoras. En Xataka El círculo virtuoso: China se ha convertido en la mayor potencia de valor añadido del planeta gracias a retroalimentarse El Li₆PS₅Cl abre de par en par la puerta a la próxima generación de baterías de estado sólido "Los materiales superiónicos adoptan un estado intermedio entre el cristalino y el líquido [...] Los dos grandes desafíos a los que nos enfrentamos, y también las oportunidades que tenemos a nuestro alcance, requieren comprender cómo funcionan estos materiales y cómo podemos emplearlos para diseñar la próxima generación de baterías. La dispersión de los neutrones es esencial para este diseño", ha declarado Olivier Delaire, el líder del equipo de investigación. La dispersión de los neutrones. Este conocimiento es el corazón del proyecto de estos científicos. Para conocer con precisión cómo se dispersan estas partículas con carga eléctrica global neutra en el cloruro de azufre y fósforo de litio han utilizado las instalaciones del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) y han llevado a cabo simulaciones computacionales muy complejas. Sea como sea lo que han observado es que este material superiónico abre de par en par la puerta a la próxima generación de baterías de estado sólido. Su descubrimiento más sorprendente consiste en que los iones de litio se mueven con la misma facilidad en el cloruro de azufre y fósforo de litio que en los electrolitos líquidos. Para que se produzca la carga y la descarga de la batería los iones deben moverse con libertad entre los terminales, lo que sugiere, según estos investigadores, que el material superiónico con el que han trabajado puede ser utilizado para fabricar baterías más estables, y, por tanto, menos propensas a incendiarse; más duraderas, y también capaces de llevar a cabo una carga más rápida. Suena de maravilla. Confiemos en que su tecnología consiga salir airosa del laboratorio. Imagen | Pixabay Más información | Nature Physics En Xataka | Honda tiene claro que las baterías de estado sólido son el futuro. Y acaba de abrir una megafábrica dedicada a ellas - La noticia Las baterías de estado sólido solo serán un éxito si son seguras. Los materiales superiónicos han llegado al rescate fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .
Las baterías de estado sólido son una de las mejores bazas del coche eléctrico para consolidarse definitivamente. Y es que prometen. Prometen mucho. Hasta un 50% más de autonomía, una vida útil más larga y una carga hasta seis veces más rápida, entre otras mejoras contundentes. Actualmente están involucrados en su desarrollo algunos de los gigantes de la industria de la automoción, como Volkswagen, BMW, Hyundai o Ford, entre otras compañías, por lo que esta innovación no puede permitirse no prosperar.
Estas baterías recurren al mismo principio de funcionamiento que las de iones de litio, pero utilizan un electrolito sólido en vez de uno en estado líquido. Cada una de las celdas está conformada por dos electrodos metálicos o de un material compuesto que están en contacto con un medio conductor. Este último es el electrolito. Este componente habitualmente utiliza una sal de litio que contiene los iones que son necesarios para propiciar la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo, que son los electrodos.
Las compañías que están desarrollando las baterías de estado sólido no han desvelado la composición de su electrolito porque forma parte de su propiedad intelectual, pero sabemos con certeza que no emplea sales de litio en estado líquido; utiliza un compuesto en estado sólido. Algunos equipos de investigación llevan décadas trabajando en esta tecnología y han propuesto electrolitos de cerámica, cristal o nanohilos de oro y manganeso, entre otros materiales exóticos, pero la opción idónea será aquella que minimice el riesgo de incendio.
A la búsqueda de baterías de estado sólido más seguras y con una carga más rápida
Un equipo de investigadores de la Universidad Duke, en Carolina del Norte (EEUU), ha publicado en Nature Physics un interesantísimo artículo en el que propone un nuevo tipo de electrolito que, según sus pruebas, tiene la capacidad de resolver de un plumazo algunos de los desafíos a los que se enfrentan las baterías de estado sólido. Y es que en sus experimentos el cloruro de azufre y fósforo de litio (Li₆PS₅Cl) ha demostrado ser un compuesto superiónico que tiene unas propiedades fisicoquímicas extraordinariamente prometedoras.
El Li₆PS₅Cl abre de par en par la puerta a la próxima generación de baterías de estado sólido
"Los materiales superiónicos adoptan un estado intermedio entre el cristalino y el líquido [...] Los dos grandes desafíos a los que nos enfrentamos, y también las oportunidades que tenemos a nuestro alcance, requieren comprender cómo funcionan estos materiales y cómo podemos emplearlos para diseñar la próxima generación de baterías. La dispersión de los neutrones es esencial para este diseño", ha declarado Olivier Delaire, el líder del equipo de investigación.
La dispersión de los neutrones. Este conocimiento es el corazón del proyecto de estos científicos. Para conocer con precisión cómo se dispersan estas partículas con carga eléctrica global neutra en el cloruro de azufre y fósforo de litio han utilizado las instalaciones del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) y han llevado a cabo simulaciones computacionales muy complejas. Sea como sea lo que han observado es que este material superiónico abre de par en par la puerta a la próxima generación de baterías de estado sólido.
Su descubrimiento más sorprendente consiste en que los iones de litio se mueven con la misma facilidad en el cloruro de azufre y fósforo de litio que en los electrolitos líquidos. Para que se produzca la carga y la descarga de la batería los iones deben moverse con libertad entre los terminales, lo que sugiere, según estos investigadores, que el material superiónico con el que han trabajado puede ser utilizado para fabricar baterías más estables, y, por tanto, menos propensas a incendiarse; más duraderas, y también capaces de llevar a cabo una carga más rápida. Suena de maravilla. Confiemos en que su tecnología consiga salir airosa del laboratorio.
Imagen | Pixabay
Más información | Nature Physics
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Las baterías de estado sólido solo serán un éxito si son seguras. Los materiales superiónicos han llegado al rescate
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Juan Carlos López
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