Las nuevas baterías se recargan en tan solo 20 minutos y soportan más de 1.500 ciclos de carga, aliviando la preocupación por la autonomía y los tiempos de espera en estaciones de carga.
Nuevo ánodo: carbono sólido + estaño nanométrico (menos de 10 nm).
Carga ultra rápida: ciclos estables con carga en 20 minutos.
Mayor capacidad energética: 1,5 veces la densidad del grafito.
Larga durabilidad: más de 1.500 ciclos.
Compatible con baterías de sodio.
Alta estabilidad + potencia: ideal para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía (ESS).
Avance significativo en baterías de próxima generación por POSTECH y KIER
Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y el Instituto Coreano de Investigación en Energía (KIER) ha desarrollado un ánodo innovador que promete mejorar el rendimiento de las baterías recargables, especialmente en áreas como la movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía a gran escala.
Desafíos del grafito y la necesidad de nuevos materiales
El grafito, aunque sigue siendo el material dominante en los ánodos de baterías de iones de litio, presenta limitaciones como una capacidad teórica baja y una velocidad lenta de carga y descarga. Esto ha impulsado la búsqueda de alternativas con un rendimiento superior.
La solución: carbono sólido combinado con estaño
Los investigadores han diseñado un ánodo que combina carbono sólido con partículas de estaño de menos de 10 nanómetros, lo cual no es casual:
- El carbono sólido, gracias a su estructura desordenada y microporos, facilita la rápida difusión de iones y proporciona una gran estabilidad mecánica.
- El estaño mejora la capacidad específica, aunque tiende a expandirse durante los ciclos de carga. Utilizando partículas muy pequeñas, esta expansión se reduce, mejorando así la estabilidad.
Fabricación avanzada: sol-gel y reducción térmica
Para lograr esta estructura, el equipo empleó un proceso sol-gel, seguido de una reducción térmica, que permitió insertar de manera homogénea las partículas de estaño en la matriz de carbono sólido. El resultado es una combinación funcional que supera las simples mezclas de materiales.
Mejoras en el rendimiento electroquímico
Este nuevo ánodo ha demostrado:
- Carga rápida en 20 minutos sin una degradación significativa.
- Más de 1.500 ciclos de vida útil, mucho más allá de los estándares actuales.
- Densidad energética volumétrica 1,5 veces superior al grafito convencional.
Además, ha mostrado un rendimiento sobresaliente en baterías de iones de sodio, donde materiales convencionales como el grafito o el silicio no funcionan adecuadamente. Esta compatibilidad abre nuevas posibilidades para tecnologías más sostenibles y accesibles
Impacto potencial de esta tecnología
Este avance no solo mejora el rendimiento, sino que también tiene un impacto positivo en la sostenibilidad global:
- Mayor durabilidad = menos residuos electrónicos y menor necesidad de reemplazo.
- Compatibilidad con sodio = reducción de la dependencia del litio, cuyo proceso de extracción tiene un alto impacto ambiental.
- Carga rápida = vehículos eléctricos más prácticos, disminuyendo la huella de carbono en el transporte.
- Aplicaciones en ESS = mejor gestión de energías renovables, facilitando el almacenamiento de energía solar y eólica.
La integración de materiales eficientes y sostenibles en baterías de alto rendimiento como esta acelera la transición hacia un modelo energético más limpio, resistente y justo.
Fuente | ecoinventos.com
