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Menos litio por accidente
Ricardo Granados López
ricardo@oem.org.mx Analista de datos de mercados energéticos, especialmente tecnologías comos Machine Learning e Inteligencia Artificial.
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De vez en cuando, la tecnología revolucionaria parece surgir espontáneamente de la nada y cambiar nuestro mundo. La dinamita, la penicilina, las máquinas de rayos X, e incluso los microondas son ejemplos de tales revolucionarios descubrimientos accidentales. Bueno, este año puede que hayamos tenido otro. Sin embargo, esta vez está configurado no solo para revolucionar la forma en que vivimos, sino también para salvar potencialmente a nuestro planeta del cambio climático inminente al desbloquear una tecnología difícil de alcanzar: las baterías de litio-azufre. Nuestra tecnología de batería de elección, iones de litio, tiene algunas desventajas graves, por lo que los científicos de Drexel estaban investigando un nuevo tipo de batería, conocida como litio-azufre, Lyten es uno de los pocos fabricantes de baterías de litio-azufre. En la superficie, esta batería parece resolver todos los problemas de la de iones de litio. Utiliza materiales mucho menos dañinos para el medio ambiente, puede ser más barata de producir, puede ser hasta tres veces más densa en energía (lo que significa una batería más liviana) y es mucho menos probable que se incendie. Todo sin comprometer las velocidades de carga. Sin embargo, tienen un gran problema. Mientras que una batería de iones de litio se puede utilizar durante unos 2000 ciclos de carga, el litio-azufre normalmente se limita a la mitad. Entonces, después de un año o dos de uso adecuado, una batería de litio-azufre está básicamente agotada. Drexel estaba probando nuevos enfoques para el litio-azufre, cambiando los compuestos en el cátodo de la batería, su objetivo era ralentizar la reacción química que crea polisulfuros cuando la batería se carga y descarga para alargar su vida útil. Pero lo que encontraron en cambio fue algo increíble: ¡una fase química de azufre que básicamente detiene la degradación de la batería! Estaban tan conmocionados por este descubrimiento que tuvieron que revisar 100 veces para asegurarse de que no lo estaban leyendo mal. Esta fase química se conoce como azufre monoclínico en fase gamma, pero solo se había observado en el laboratorio a altas temperaturas, más de 95 °C (203 °F). Esta es la primera vez que se ve a temperatura ambiente.
En la batería, esta fase detiene por completo la reacción que crea los polisulfuros. Esto fue tan efectivo que los científicos sometieron la batería a 4.000 ciclos de carga sin que se perdiera la capacidad, lo que significa que dura al menos el doble que la batería de iones de litio ¡También vale la pena señalar que su batería era tres veces más densa en energía que la de iones de litio y podía cargarse igual de rápido! Al igual que con la mayoría de los descubrimientos accidentales, los científicos aún no han descubierto qué está sucediendo realmente. Todavía no saben por qué se crea esta fase de azufre o cómo garantizar que se mantenga así. Por lo tanto, se necesita más investigación para responder a estas preguntas a fin de desarrollar una batería confiable que pueda usarse en miles de millones de computadoras, automóviles eléctricos y similares. Pero valdrá la pena la espera ya que ¡Estas baterías pesarán un tercio de las baterías de iones de litio equivalentes y tendrán el doble de vida útil! El litio, el azufre y otros materiales que componen esta nueva batería son abundantes en toda la Tierra. Esto significa que podemos minimizar drásticamente el impacto ecológico de la minería, así como garantizar una cadena de suministro más sólida. Pero ese no es el final de este descubrimiento. El equipo de Drexel ya está estudiando la posibilidad de utilizar este avance para fabricar baterías de sodio y azufre. Al eliminar la necesidad de litio, pueden hacer que las baterías sean aún más ecológicas y eliminar un cuello de botella masivo en la cadena de suministro, asegurando que la adopción de Vehículos Eléctricos (VE) pueda continuar a las velocidades vertiginosas que los fabricantes de automóviles planean. Este descubrimiento accidental en Drexel puede marcar un cambio hacia un futuro en el que las baterías no requieren litio, son económicas de producir y tienen las características necesarias para ser comercialmente viables. Esto tiene grandes implicaciones para las cadenas de producción de baterías, las posibilidades de integrarlas en vehículos más ligeros y aumentar el rango y la vida útil de estos dispositivos. Desde Europa estaremos trayendo los temas más relevantes de la transición justa de la energía, así que puedes escribirnos a nuestras redes sociales para preguntar o sugerir temas, nos leemos a la próxima.
