Nuevo cátodo de azufre multiplica por 5 la capacidad de las baterías de litio


Venga, reconocedlo, ya teníais ganas de otra noticia de baterías milagrosas de esas que nos ponen los dientes largos. Pues aquí la tenéis, y es que científicos de Stanford y del SLAC National Accelerator Laboratory han alcanzado un nuevo récord mundial al sintetizar una batería de litio capaz de almacenar 5 veces más energía que las actuales.

El cátodo de azufre siempre ha sido atractivo para los investigadores debido a su gran capacidad teórica de 1.673 mAh/g pero hasta ahora presentaba un rápido decaimiento debido a varios problemas. La clave para superar estos problemas ha sido un inteligente diseño de nanopartículas más o menos esféricas de un tamaño de 800 nm en las que el núcleo está formado de azufre y la corteza de la esfera está formada de oxido de titanio.

Entre el núcleo y la permeable corteza hay un espacio vacío que permite la importante expansión volumétrica del núcleo a medida que los iones de litio reaccionan con el azufre. Con este diseño los investigadores han conseguido una capacidad efectiva inicial de 1.030 mAh/g a 0,5 C y una eficiencia culombica del 98,4% después de 1.000 ciclos manteniendo una capacidad del 70%. La caída de capacidad es de tan solo un 0,033% por ciclo, la mejor jamás conseguida en baterías de litio-azufre. Nada mal teniendo en cuanta que es un primer diseño inicial.

La investigación ha sido liderada por Yi Cui, profesor asociado de Stanford del área de ciencia de materiales e ingeniería y miembro del Instituto de Stanford de Ciencias de Materiales y Energía, una aventura conjunta entre Stanford y SLAC. Según el profesor Yi “basicamente funcionó al primer intento”. Afirmó que “el cátodo de azufre almacenó 5 veces más energía por peso que los materiales comercializados actualmente”, y por último añadió que “a este nivel incluso sin optimización del diseño la vida del cátodo ya está a la par de las baterías comerciales. Es un gran logro para el futuro de las baterías recargables”.

El mismo grupo de investigadores ha trabajado en los últimos 7 años en ánodos de silicona silicio 10 veces más capaces que los habituales de carbono y que también mantienen una gran parte de su capacidad tras más de 1.000 ciclos. Por lo tanto el próximo paso del grupo es combinar ambos resultados con el fin de crear una batería de ánodo de silicio y cátodo de azufre y ver si consiguen producir una batería viable de gran potencia, capacidad y durabilidad.

Parece desde luego un prometedor primer paso en el dichoso proyecto 555, pero lo mínimo que podemos sacar en claro es que la investigación se mueve a toda velocidad, y aunque hay que procurar no lanzar campanas al vuelo, tarden lo que tarden al final en abaratar costes y sacar una de estas tecnologías al mercado, parece claro que no tardaremos demasiados años en ver baterías del tipo que sean moviéndose por encima de los 500 wh/kg. Y en ese momento si que empezará el baile. Paciencia.

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Fuente | SLAC


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Energias renovables

26 Comment responses

  1. Avatar
    January 13, 2013

    Aunque no las mejoren mas ya valen la pena así mismo, 50 kwh pesando poco unos 150 kg todo el pack esta muy bien. Un taxista las amortiza seguro.Y para un particular que haga 20.000 al año a 15 kWh a los 100 eso son 3000 kwh, solo 60 ciclos completos al año. Tiene batería par años.

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  2. Avatar
    January 13, 2013

    yujuu.

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  3. Avatar
    January 13, 2013

    Hasta que “alguien” les compre la patente o pase algo y nos vengan a decir que es que no valian la pena y que tal… a comprar petroleo.

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  4. Avatar
    January 13, 2013

    En mi opunion, la conservacion de la bateria con los ciclos de recarga esta bien, pero tampoco se tienen que volver locos con esto. Me explico, actualmente pongamos una media de 150 km de autonomia por carga y 3000 ciclos ( no estoy seguro) eso aprox 300.000 km de vida util despreciando la perdida paulatina. Ahora bien, 5 veces más de capacidad son 750 km en el mismo peso, que en 1000 ciclos son 750.000 km. Cuantos embragues, filtros, fluidos, correas y, por supuesto, baterias, a parte de otras piezas menos perecederas necesitas cambiar en un coche de motor convencional que aguante mas de medio millon de km??? Entre 5000 y 10.000 euros? (y siendo un moyor durisimo que no sufra desgaste y no tengas que cambiar piezas del bloque motor… ) Lo que siempre digo, precio, autonomia y velocidad de carga. 41iveR

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  5. Avatar
    January 13, 2013

    Muy interesante al articulo, a ver si publican pronto la combinación con el otro tipo de ánodo. Por cierto, una pequeña corrección, es de Silicio, no de silicona.

    Saludos

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  6. Avatar
    January 13, 2013

    Al primero de los anónimos.

    Copio y pego lo que pones:

    “….Y para un particular que haga 20.000 al año a 15 kWh a los 100 eso son 3000 kwh, solo 60 ciclos completos al año. Tiene batería par años.”

    Nadie en su sano juicio con un eléctrico espera a vaciar el “deposito” porque cuando quiera rellenar no son 5 minuto.

    Un ejemplo. Si hoy cargas y tienes para 150 km. y aunque solo hagas 100 km. debes volver a llenar porque si mañana haces otros 100 no vas a parar a los 50 km. de mañana para llenar otra vez, si hiciese esto te obligaría estar parado un buen rato.

    Que no es llenar gasolina, es recargar una batería…

    Lo más importante, mas que la autonomía es el tiempo de recarga, para que la gente no esté angustiada en previsión de no llegar a casa o de que salga un viaje imprevisto, esto, al menos a mi me obligaría a tener la batería siempre a tope, o casi…

    Saludos

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  7. Avatar
    January 13, 2013

    Seguimos soñando con unas tecnoñogías que ni las petroleras, ni los gobiernos van a dejar que salgan en los próximos 20 años, coches eléctricos sí pero con la condición de que no sean muy competitivos, a no ser que sea un capricho especial al estilo Tesla que cuatro locos se puedan permitir, con lo que tampoco es necesario censurar porque pocos son los que se los puedan pagar.

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  8. Avatar
    January 13, 2013

    Exelente, recuerden: Los autos electricos tendran autonomias ridiculamente gigantes, recuerden lo que digo.

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  9. Avatar
    January 13, 2013

    no me greo que las petroleras esten dipuestas a perder parte del pastel, pagaran a un testaferro corrupto, comprara la patente y la guardaran en el baul de los recuerdos, y mientras tanto a respirar gases de combustibles fosiles

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  10. Avatar
    January 13, 2013

    al enemigo no se Le gana de frente si no con multiples frentes para que no pueda llegar a todos, por mucho poder que tornem las petroleras no todo el mundo tiene petróleo, y el que de el primer paso torne mas possibilidades de ganhar la carrera, por que china, japon, índia estan invirtiendo tanto en electricidad…

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  11. Avatar
    January 13, 2013

    La traducción de “silicon” es SILICIO, no silicona.

    Lo de “ánodos de silicona” no tiene ningún sentido desde el punto de vista eléctrico.

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  12. Avatar
    January 13, 2013

    los ánodos de silicona son los mejores al estar aislados con silicona no dan calambres……..

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  13. Avatar
    January 13, 2013

    Teneis toda la razón, error mío por las prisas y por saber que en ingles silicio se escribe oficialmente silicium, lo que pasa que el termino silicon se usa igualmente para silicio a menudo. Enseguida lo corrijo.

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  14. Avatar
    January 13, 2013

    Juan J., evidentemente no has entendido mi comentario.

    Ya se que cargas cada dia tu batería, pero si haces 20mil km al año eso son unos 54 de media al dia y cada dia cargaras de media 8 kwh de tus 50 kwh y al cabo del año tu batería habra ciclado el equivalente a 60 ciclos completos de 50 kwh. Ten en cuenta que ese 70% tras 1000 ciclos se refiere a ciclos completos. Se supone que tendrias baterias para un monton de años.

    Primer anónimo

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  15. Avatar
    January 14, 2013

    uuueeeeeeee FC INSIIIIDEEEEEE

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  16. Avatar
    January 14, 2013

    Y “sulfur” es AZUFRE, no sulfuro.

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  17. Avatar
    January 14, 2013

    Centrándome en el apartado técnico:

    Alguien me podría explicar si ese 0,033% de pérdidas es para ciclos completos o para ciclos parciales?

    Lo pregunto xq lo más habitual en vehículos eléctricos sería no apurar toda la batería y sí realizar mini-recargas constantes debidas a la frenada regenerativas con lo cual, en una jornada ya no estaríamos hablando de un ciclo completo sino de más.

    Entiendo que ese dato para un ciclo completo sería en el peor de los casos pero me queda la duda.

    Y en relación a lo que alguien ha escrito anteriormente, es verdad que si aumentan 5 veces la capacidad (5x125km=625km), automáticamente, 1.000 ciclos se corresponderán con 5 veces más de kilometraje de modo que una batería con fecha de caducidad teórica de 1.000x625km/ciclo=625.000kms)ya estría más que bien aunque luego se redujera a la mitad por peérdidas.

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  18. Avatar
    January 14, 2013

    Aunque la batería no se apure, un ciclo corresponde a un 100% de la carga habitualmente. Por lo tanto, si durante la semana cargas dos veces un 50% habrás cumplido un ciclo.
    Todos estos avances que estamos leyendo los veremos empezar a aparecer con la tercera generación de baterias, puesto que hay que hacer infinidad de pruebas para asegurarse de su viabilidad y luego optimizar costes de producción.
    En cuanto a las teorías de la conspiración, el petroleo se seguirá vendiendo porque tiene infinidad de usos, desde combustible a fibras sintéticas. No creo que nadie compre patentes para hacerlas desaparecer, y más, cuando se trata de baterías eléctricas. Es más, el primero que comercialice una batería “milagrosa” de estas, va a ser mucho más rico que cualquier petrolera…

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  19. Avatar
    January 14, 2013

    Estos avances, si no los vemos antes, es porque aún tienen que amortizar las investigaciones y producciones de baterías que ahora estamos usando y que comenzaron hace 4-6 años, cuando lo amorticen ya aparecerá algún fabricante con nueva tecnología.

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  20. Avatar
    January 14, 2013

    A mi me da igual, yo siempre le echo 20 euros

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  21. Avatar
    January 14, 2013

    cuando tardarán en comprar la patente para dejarla fuera de circulacion?

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  22. Avatar
    January 14, 2013

    A Sandra, ufff esperemos y confiemos que eso no ocurra, que esos cientificos sean responsables, y no les mueva el dinero, que por otra parte si funcionan dichas baterias, les dejarian una buena y suculenta pasta,

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  23. Avatar
    January 15, 2013

    uau una estupenda zanahoria de silicona y sulfúrico.
    que futuro tan prometedor!
    pero AHORA QUE HACEMOS SEÑOR REDACTOR ?

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  24. Avatar
    January 15, 2013

    cargar parcialmente al 50% dos veces la batería no equivale a un ciclo completo…
    bueno el articulo está interesante, pero todo el mundo se equivoca traduciendo alguna vez, no? los “false friends” están ahí para todos.

    Como apuntan por ahí arriba a ver cuanto tardan en comprar la patente como los mil avances anteriores a este para dejarla fuera de circulación, como pasa con todo en este planeta de mierda

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  25. Avatar
    January 16, 2013

    ¿Como que “cargar parcialmente al 50% dos veces la batería no equivale a un ciclo completo…”?
    Segun tengo entendido es precisamente asi; un ciclo de carga corresponde al 100% de carga, se realice en una o varias sesiones.
    ¿Alguien puede confirmarlo con conocimiento de causa?

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  26. Avatar
    January 20, 2013

    anonimo…te paga alguna corporacion para difamar este blog???

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