Solid Power Battery comercializará baterías de electrolito sólido

Solid-Power-batteryLos buenos resultados en la investigación sobre baterías con electrolito sólido de la Universidad de Colorado han dado como fruto la creación de una empresa, Solid Power, que llevará al mercado de los vehículos eléctricos este prometedor tipo de baterías.

El electrolito sólido implica seguridad y una mayor estabilidad, pero sobre todo permitirá lograr mayores densidades energéticas y consecuentemente una bajada de precios, dos puntos esenciales para la proliferación del coche eléctrico en nuestras ciudades. Solid Power asegura que con sus baterías triplicará el rango de acción de los coches eléctricos actuales.

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Los avances en la investigación de baterías siguen buscando un sucesor para las actuales pilas de ion litio que por su alto precio y baja energía específica son aún incapaces de satisfacer los exigentes requisitos del mercado de coches eléctricos. Preocupa también la seguridad y durabilidad de las baterías de ion litio convencionales, que utilizan como electrolito un líquido orgánico. Además de cierto riesgo de explosión por ser este líquido inflamable, el electrolito promueve reacciones no deseadas a temperaturas relativamente bajas que degradan considerablemente el rendimiento de las baterías con el tiempo.

Continuamente nos encontramos ante nuevos avances que auguran mayores densidades y un mejor rendimiento, pero son pocos los que llegan al mercado y lo hacen con ciertas limitaciones o con promesas que no acaban de materializarse. Véase el caso de Oxys Energy con sus baterías de litio-azufre o Envia systems con baterías de ion litio y ánodo de C-Si, de los que no hay novedades desde hace más de 1 año.

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El uso de un electrolito sólido convierte a las baterías en seguras per se, al no incluir en su fórmula materiales inflamables, otorgándoles mayor estabilidad a temperaturas altas y una vida más larga. Permite además el uso de materiales con capacidades mayores, como azufre o una variedad de sulfuros o el uso de litio metálico, que otorgarían a las nuevas baterías una energía específica mayor, dando paso a coches eléctricos con una autonomía atractiva y precios más competitivos.

Sin embargo, debido a la menor conductividad del material cristalino, las baterías de electrolito sólido requieren de una gran cantidad de material pasivo, que no participa en la reacción química, para mejorar su inherente bajo transporte de cargas. Cuanto más material pasivo se añade más baja la energía específica de la celda. Este punto se está mejorando en los últimos años con nuevos compuestos y sistemas de procesado específicos.

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Ya que la compañía no especifica la química de sus prometedoras baterías en su página web, hemos recurrido a la patente, actualizada el pasado día 12 de septiembre, y a una de las últimas publicaciones del grupo del profesor SeHee Lee en Journal of The Electrochemical Society que coincide con la descripción en licencia para descubrir cuál es el secreto de su gran capacidad. Según estas, Solid Power utilizado en sus baterías un cátodo de hierro y sulfuro de hierro junto con un electrolito cristalino de sulfuro de litio y sulfuro de fósforo (V) (77.5 Li2S : 22.5 P2S5) y un ánodo de litio metálico.

Lo interesante de esta configuración es que el sulfuro de litio del electrolito también va a participar en las reacciones redox que determinan la capacidad de la pila. Una química compleja, ya que evoluciona durante los primeros 150 ciclos dando lugar a diferente voltajes dependiendo de los productos formados. Así, en la primera descarga el sulfuro de hierro se reduce a hierro metálico, y en la carga vuelven a formase sulfuros de hierro. Pero en los sucesivos ciclos el hierro se vuelve inactivo y a partir del ciclo 60 la química de la batería se estabiliza como una reacción de oxidación y reducción principalmente del azufre.

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Los parámetros a, b, c y d varían según evoluciona la química de la pila.

La desativación del hierro supone una pérdida de capacidad global de la pila, pero estabiliza los procesos relacionados con el azufre al mejorar la conductividad del conjunto. Su presencia, junto con el proceso de molido por molino de bolas de los diferentes componentes son los principales responsables de su gran rendimiento.

Con esta configuración han conseguido reducir en gran medida la cantidad de aditivos, mejorando la capacidad de la pila. La energía específica llega hasta los 928 Wh/kg alrededor del ciclo 16 y se estabiliza en los 600 Wh/kg a partir de los 150 ciclos en una celda que ofrece un voltaje de 2.2 V.

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Como es normal en la tecnología de electrolito sólido estas baterías mejoran su rendimiento a temperaturas de 60 ºC frente a los 25-30 ºC a los que se suelen tomar estas medidas, un punto a favor frente a las baterías de ion litio actuales, que a partir de los 30 ºC empiezan a sufrir daños irreparables. Además su proceso de fabricación no incluye la formación de nanoestructuras o deposiciones de capa fina, simplemente procesos de molido y prensado similares a los usados en la fabricación de las baterías de ion litio comerciales.

Solid Power ha recibido una ayuda del Departamento de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía de los Estados Unidos de 3.4 millones de dólares y tiene como claro objetivo el mercado de los coches eléctricos. Según sus predicciones esperan tener un prototipo listo para ponerlo a prueba en menos de 2 años. Prototipo con el que se triplicará la autonomía de los coches eléctricos actuales.

FuentesSolid Power | Colorado University | Journal of the Electrochemical Society


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Energias renovables

13 Comment responses

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    September 28, 2013

    Lo de siempre: Las baterias del mañana serán la reostia….

    El problema de esto es que “mañana” nunca es hoy.

    Espero que mi actual diesel dure muchos, muchos, muchos … años más, porque a este paso mi próximo coche volverá a ser térmico 🙁

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      September 30, 2013

      como dice M-Clan:

      Piensa que mañana
      hoy será ayer
      filosofia barata no lo quieres ver
      juegos de palabras.

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      October 13, 2013

      Qué impacientes. El mañana de esta noticia es de menos de dos años, es una fecha mucho más cercana que las que se suelen ver por aquí que son 2020 para arriba,

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    September 28, 2013

    Parece que promete esta tecnología, la verdad que es impresionante ver esos 928wh/kg en el ciclo 16 lo bueno es que no baja de golpe sino paulatinamente esa alta energía la va aguantando unos 30-40 ciclos más. Trasladando esos 600wh/kg estables darían para un Tesla con una autonomía real de unos 800-850km “teniendo en cuenta las celdas actuales que monta de 250wh/kg”. Pero como ha dicho ejimenie estamos en lo de siempre llegaran mañana y cuando llegue el mañana dirán que la tecnología llegara otra vez mañana……En fin a este ritmo ni para el 2050, creo es mi modesta opinión que a nivel internacional se tendría que ofrecer un premio muy jugoso de muchos millones de euros a la primera empresa que consiga comercializar celdas comerciales con X energía especifica que produzca una autentica revolución a nivel mundial a buen seguro que todo se aceleraría aún más.

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    September 28, 2013

    Llegarán mañana, o tarde, pero no se para, que es lo importante. Mientras EEUU siga apostando y poniendo dinero en investigación, bienvenido sea.
    Cada descubrimiento, aunque no lo notemos enseguida, los que están en el ajo si lo notan y tiene los siguientes efectos beneficiosos:
    1) Baja el precio de las baterías actuales. Eso lo estamos notando con los precios a la baja de los coches eléctricos. Si sí, ya se que todavía son muy caros, pero salvo Tesla todos bajan y Tesla sube lo que suben los coches buenos y demandados.
    2) Es un acicate para los fabricantes que se han lanzado al eléctrico y una presión para los que todavía andan mareando la perdiz.
    3) Al final aunque sea por chiripa se acertará.

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      September 29, 2013

      Si eso lo tengo claro, que TARDE o temprano llegará la tecnologia adecuada aun precio asequible. Lo que me frustra es que contodos los GRANDES auncios que se hacen casi cada día, el avance a nivel de calle es casi nulo y muy lento. Tanto es así que estoy seguro de que por mucho que intente alargar la vida de mi actual diesel de 8 años, no creo que para mi proximo coche pueda permitirme un eléctrico…
      Quien sabe, quizá no sea mi próximo coche, si no el siguiente, allá por 2030….

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    September 28, 2013

    yo con tal de una autonomia de 200 km y que quepa en donde estaba el tanque de gasolina feliz sere

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      September 29, 2013

      y que vas a hacer con el hueco del motor, por que uno eléctrico no ocupa ni la mitad del hueco del motor de combustión

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        September 29, 2013

        lo uso como maletero, pero me vale mas ligero asi le quito unos kilometros mas a la autonomia, tendria mejor aceleracion asi me ahorro mas tiempolo que conllevaria a dormir mas antes de ir al trabajo, hay muchas ventajas, para mi 200 km me vale, y si quisiera ir de mas 2000 km engancharia un remolque bateria

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    September 29, 2013

    Es cierto que cansa escuchar cada año lo mismo, pero creo que siempre es positivo que se desarrollen nuevas tecnologías en baterías (llevamos casi 100 años con avances mínimos… Si en diez recuperamos parte del tiempo perdido, genial -aunque a nosotros nos toque esperar y hacernos viejos hasta que lo veamos-). En cuatro o cinco años he visto aparecer bicharracos como el Tesla S, y si en tres o cuatro se consigue una rebaja en el precio de la baterías y alguna mejora, pues mejor. Lo que me tranquiliza es que este paso a la electrificación ha ido lento pero parece que se está consolidando. Que siga así la cosa.

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    October 01, 2013

    Se supone que este tipo de batería necesitará un sofisticado controlador (o al menos más que los actuales).
    Pero, como muchos hemos apuntado anteriormente es difícil que esta tecnología llegue a ocupar el interior de un vehículo. Las empresas de automoción habituales prefieren desarrollar su tecnología, y Tesla utiliza productos de demostrada fiabilidad. Lo mejor que pueden hacer los e Solid Power es comprar un Tesla (o un Leaf) montar una de sus baterías y comprobar si hay una mejora considerable.

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    October 23, 2013

    Esta noticia de shell, la petrolera que no es precisamente pro-eléctricos dicen:

    ” Shell dio a conocer su más reciente informe de escenario energético futuro, nuevos escenarios de la lente . Uno de los grandes destacados, en mi opinión, fue que uno de los escenarios (Océanos) proyecta que la energía solar se convertiría en la mayor fuente de energía para el año 2070″

    os dejo el enalce (si es que sale con traducción al español)
    http://translate.google.es/translate?hl=es&sl=en&u=http://cleantechnica.com/&ei=hAuYTr3pNMKL4gT0k7ChBA&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=1&sqi=2&ved=0CB8Q7gEwAA&prev=/search%3Fq%3Dhttp://cleantechnica.com/%26hl%3Des%26biw%3D1920%26bih%3D1010%26prmd%3Dimvns

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