Estos investigadores pueden haber marcado el comienzo de una nueva era de baterías de estado sólido, con rendimiento y capacidades mejorados

Actualmente, las industrias y operaciones están cambiando a fuentes de energía renovables. Teniendo esto en cuenta, es esencial contar con equipos de almacenamiento para superar los ciclos de baja producción. En la actualidad, las baterías de iones de litio se utilizan para este propósito, pero no son capaces de satisfacer grandes necesidades energéticas. Un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego trabajó con LG Energy Solutions para trabajar con baterías densas en energía mediante el desarrollo de un batería de estado sólido con ánodo de silicio.

El grafito recubierto con una lámina de cobre se utiliza como ánodo en las baterías de iones de litio. Esto funciona bien, pero para proyectos de mayor energía como vuelo con propulsión eléctrica y rejillas de almacenamiento, los científicos creen que el silicio podría potencialmente resolver el problema.

Resumen gráfico: un modelo cinético para la difusión y reacción química de la litiación del ánodo de silicio en baterías de iones de litio

Según el estudio realizado, si se utiliza silicona como ánodo en la batería de iones de litio, tendrá 10 veces más capacidad que la de grafito. En el pasado, se usaba silicona, pero la funcionalidad creaba problemas de pérdida de capacidad, ya que la silicona se expandía y contraía cuando se cargaba y descargaba.

Para resolver este problema, los investigadores, dirigidos por la profesora Shirley Meng de la UC San Diego, decidieron utilizar un electrolito sólido a base de sulfuro en lugar del líquido normal. Esto erradicó los aglutinantes de carbono y polímero que se usaban anteriormente con ánodos de silicona. Esto solucionó el problema de la pérdida de capacidad.

Resumen gráfico: Silicio nanoestructurado para ánodos de baterías de litio de alta capacidad

Los hallazgos y resultados de la investigación se publicarán en la edición del 24 de septiembre de la revista Science.

“El enfoque del silicio de estado sólido supera muchas limitaciones en las baterías convencionales”, dijo Darren HS Tan, el primer autor del artículo. “Nos presenta oportunidades emocionantes para satisfacer las demandas del mercado de energía volumétrica más alta, costos reducidos y baterías más seguras, especialmente para el almacenamiento de energía en la red”, Tan también es el CEO de una startup, UNIGRID Battery. La tecnología tendrá licencia para baterías de silicio de estado sólido. LG Energy Solutions, un socio en la investigación, tiene planes para la producción en masa de baterías de estado sólido para 2027.

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