Renovables
Baterías: una visión para 2030 I
Carlos López Serrano lopezc022182@hotmail.com Químico Farmacéutico por la UAM, Maestro en Bussines Administrativo por la Universidad de las Américas .
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o sería prudente asumir que las baterías de iones de litio “convencionales” se están acercando al final de su era, por lo que discutimos las estrategias actuales para mejorar los sistemas de generación actual y próxima, donde se necesitará un enfoque holístico para desbloquear una mayor densidad de energía y al mismo tiempo mantener vida y seguridad. Terminamos revisando brevemente las áreas donde se necesitarán avances científicos fundamentales para habilitar nuevos y revolucionarios sistemas de baterías. Las baterías de iones de litio (LIB), si bien se desarrollaron comercialmente por primera vez para dispositivos electrónicos portátiles, ahora son omnipresentes en la vida diaria, en aplicaciones cada vez más diversas que incluyen automóviles eléctricos, herramientas eléctricas, dispositivos médicos, relojes inteligentes, drones, satélites y almacenamiento a gran escala. A medida que se multiplica el uso de la batería, también lo hacen los requisitos específicos, con una creciente divergencia de diseños y tamaños de baterías para adaptarse a cada uso específico. Un desafío urgente, especialmente durante la próxima década, es desarrollar baterías que contribuyan de manera significativa a reducir y eventualmente eliminar las emisiones de carbono para 2050, en algunos países, incluido el Reino Unido, con el fin de mitigar el calentamiento global. Las LIB actuales son aptas para la regulación de frecuencia, Acceso Energía 218
Semana 06
Febrero 2021
el almacenamiento a corto plazo y las aplicaciones de micro-redes, pero los gastos y, en el futuro, los problemas de recursos minerales, todavía impiden su difusión en la red. Hay muchas alternativas sin ganadores claros o caminos favorecidos hacia el objetivo final de desarrollar una batería para uso generalizado en la red. Las LIB actuales están altamente optimizadas y operan durante meses o años, y se espera que algunas funcionen durante décadas. Este es un logro considerable, dado que muchos de los materiales operan fuera de sus ventanas de estabilidad termodinámica, la batería sobrevive formando una capa de pasivación, o interfase de electrolitos sólidos (SEI), evitando una mayor degradación de los electrolitos. En el lado del cátodo, la corrosión del colector de corriente de Al es mitigada por la descomposición de las sales de electrolitos, de nuevo, produciendo una capa de pasivación estable. Si bien algunos avances fueron fortuitos, la mayoría fueron el resultado de esfuerzos de investigación extensos y globales, lo que condujo a un sistema altamente optimizado que se ajustaba a muchos propósitos. En consecuencia, nuestros sistemas comerciales actuales contienen materiales que operan con densidades de energía que operan cada vez más cerca de sus límites fundamentales, es decir, una mayor remoción de litio del cátodo da como resultado transformaciones estructurales irreversibles o pérdida de oxígeno, mientras que en el ánodo no quedan vacantes en la red.
