Los supercondensadores acabarán con las baterías de ion litio

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IDTechEx, empresa dedicada a la investigación de mercados y enfocada a nuevas tecnologías, ha publicado un interesante estudio comparando la viabilidad de las baterías de ion litio y la incipiente mejora de los supercondensadores.

Según el estudio “Supercapacitors can destroy the lithium-ion market” (Los supercondensadores pueden destruir el mercado de baterías de ion litio) los avances en supercondensadores durante los últimos años se han sucedido mucho más rápido que en el campo de las baterías de ion litio, lo que podría poner en jaque el mercado de estás ultimas.

bateriasLa principal diferencia entre baterías y supercondensadores es que los supercondesadores son acumuladores físicos, no químicos como las baterías, y su sistema de almacenaje se basa en la separación de cargas. Las cargas se desplazan mucho más rápido que los iones (de litio, por ejemplo) y pueden por ello ofrecer mucha más potencia y cargarse tan solo en segundos.

Por su fiabilidad, duración y potencia los supercondesadores o supercapacitadores son preferidos a las baterías de ion litio, pero aunque estas últimas tengan muchos más puntos débiles su capacidad de almacenar energía 20 o 30 veces hacen que su mercado sea mucho mayor.

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Sin embargo IDTechEx calcula que para 2024 el mercado de supercondensadores alcanzará los 6.500 millones de dólares, superando al de las baterías. Esta predicción tan arriesgada se fundamenta en los últimos logros en supercondensadores, que en algunos casos han demostrado capacidades de 35 Wh/kg. Aunque no parezca mucho Nanotune Technologies asegura que alcanzará los 500 Wh/kg en los próximos años, doblando la densidad energética de las actuales baterías de ion litio.

Pero no se trata solo de Nanotune, Maxwell Technologies, un gigante del sector de condensadores, espera triplicar muy pronto la densidad energética de sus productos y los fabricantes de condensadores basados en grafeno apuntan a los 200 Wh/kg.

En cualquier caso los expertos creen que los condensadores no tienen que llegar a igualar en capacidad a las baterías de ion litio para hacerse con un buen trozo del mercado de baterías. Gracias a otras ventajas, como duración, potencia y seguridad, ya se ha hecho con un 1% de este mercado teniendo tan solo una centésima parte de esa densidad energética.

Dr. Peter Harrop, coautor del estudio, pronostica que una mejora desde los 7 Wh/kg actuales a 40 Wh/kg podría multiplicar por 10 la participación de esta tecnología en el mercado, incluso teniendo en cuenta futuras mejoras en el rendimiento de las baterías de ion litio. Alcanzar la cifra de 100 Wh/kg igualaría la lucha entre las dos tecnologías.

Los condensadores encuentran su uso en autobuses híbridos, como los que recorren Barcelona y muchas ciudades chinas y estadounidenses, en el sistema de arranque de camiones y serían un complemento perfecto para vehículos híbridos.

Fuente | Electrochemical Double Layer Capacitors: Supercapacitors 2014-202



Energias renovables

32 Comment responses

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    July 10, 2014

    Pues yo no soy tan optimista ni de coña van alcanzar los 500wh/kg y tres cuartos de lo mismo con los 200wh/kg. Si con las baterías no paran de soltar trola tras trola con los condensadores ya ni te cuento. Últimamente lleváis una temporada de noticias flower que es para alucinar un poco de seriedad que leyendo estas chorradas que no llevan a ningún sitio entran ganas de llorar.

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      July 10, 2014

      Cada semana descarto muchas noticias o artículos sobre baterías que no creo que ofrezcan grandes avances o sean interesantes. Las últimas “noticias flower que es para alucinar un poco de seriedad que leyendo estas chorradas” sobre baterías han sido sacadas de IDTechEx, una reconocida consultora internacional de tecnología y publicaciones como; Energy technology, Journal of Power Sources, Royal Society of Chemistry, Nature, Nano Letters y otras revistas de prestigio con revisiones por pares del trabajo de profesionales que ofrecen detalles y datos sobre su trabajo.
      Supongo que prefieres fuentes como el Hola o la revista semanal de la clínica Lopez-Ibor, pero si en este articulo te llamas Enrique, en el de Rollin´Coast te llamas Benito, en el de Japan Plus te llamas Juan Luis y en el Fundido-aire te llamas Rajoy no vamos a poder satisfacer a todas tus polaridades. Por cierto, si tu interes por las baterias viene de que te recetaron litio, prueba en google con “carbonato de litio” en vez de ion litio.

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        July 11, 2014

        Si tuviéramos que dar Plenur a todos los que lo necesitan, no nos quedaría Litio para las baterías. xDDD

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    July 10, 2014

    Vaporware…

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    July 10, 2014

    Yo la verdad no me lo creo, y que conste que me encantaria creermelo, pero…Donde si triunfaran seguramente sera en autobuses urbanos, de hecho ya lo estan haciendo, como las paradas estan a menos de 5Km de recorrido cargan en unos segundos mientras dejan y cogen gente y ya tienen autonomia hasta la siguienteparada, pero para aguantar 200Km no lo creo, aunque sera como todo, dependera de como evolucionen.

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    July 10, 2014

    Pues yo sí espero que mejoren sus capacidades, pero incluso con que igualen a las actuales baterías de litio en capacidad, estas se pueden dar “por muertas”: ¿que prefieres? un supercondensador con (digamos) 130km de autonomía, que se carga en segundos (o pocos minutos), y que dura más que el propio coche sin perder capacidad de forma notable, o una batería que te da (digamos) 300km, que tarda horas (o toda la noche) en cargar y que va perdiendo capacidad con el uso.

    Por mi parte lo tengo muy claro.

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      July 10, 2014

      Opino como tú Revenarius, pero el precio será también similar al de las baterias? menor? mayor?

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        July 10, 2014

        Se supone que menor. El supercondensador de Maxwell para camiones A 3000 Farad sustituye a una bateria de camion de las 3 que llevan de plomo acido. Cuesta 40 dólares. Por la batería del coche pagas más y no es de litio. Tampoco es comparable en cuanto a densidad y habrá que ver que supone en precio tener un capacitados de 35 wh/kg, pero debería mantener los precios bajos.

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          July 11, 2014

          Un condensador de 3000 Faradios a 24v almacena 240wh. ¿Como puede sustituir a una bateria de plomo de 24v y 100Ah, que almacena 2400wh?

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            July 11, 2014

            Para sistemas de arranque, porque ofrece más potencia sin descargarse en vano
            http://youtu.be/gf4_H080ltI?t=1m5s
            No digo que pueda sustituir todas las baterías. La comparación era para hablar del precio, no de la capacidad.

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              July 11, 2014

              Si solo se usa para suministrar los picos de corriente del arranque, lo entiendo; pero en el contexto de la noticia, en la que se propone cambiar las baterias por condensadores,me parece conveniente comparar las capacidades de cada sistema de almacenamiento, para que nadie se llamea engaño.

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        July 11, 2014

        Teniendo en cuenta que podrías recargar “muy rápido” no tendrías que cargar con una batería “grande y cara”, así que el precio, supongo que más o menos igual en el peor de los casos (con un supercondensador “pequeño”)

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    July 10, 2014

    Si se alcanzan esas cifras, seguro que triunfan y desplazan lo que sea.
    ¡Ojalá!.

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    July 10, 2014

    Por un lado veo que la principal ventaja de los condensadores parece ser que soportan recargas muy rápidas sin resentirse, pero en los últimos test se ha demostrado que las baterías apenas sufren ante las recargas rápidas… habría que ver una gráfica comparando las recargas en minutos con las recargas en segundos, lo mismo compensa esa degradación si es muy a la larga.

    Por otro lado alabáis la capacidad de cargarse en segundos pero al igual que con las baterías lo que costaría es encontrar una toma de corriente con la suficiente potencia para hacerlo tan rápido, vamos que técnicamente ya es complicado encontrar un supercargador de 100kwh, ¿cuanto haría falta para cargar en segundos?, buff… personalmente con una carga de 200km cada 20 minutos estaría más que satisfecho.

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      July 10, 2014

      Curiosamente, eso puede ser una nueva función para los supercondensadores. Ahí no es necesario que tengan una buena densidad energética, sino una buena relación entre almacenamiento y coste.
      Y es ser un segundo almacen eléctrico para cargar coches.

      La estación tendría un banco de supercondensadores, que por renovables o desde red va cargando paulatinamente.
      Así, cuando alguien viene a cargar, lo puede hacer muy rápido (en tanto no vengan muchos coches seguidos, porque entonces tienes que tener la línea en alta carga constantemente).

      Para esa función, un supercondensador del mínimo coste por wh almacenado es lo más adecuado. Es el “depósito” de recarga de la estación de repostaje.

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      July 10, 2014

      Hola Ivan,

      Gracias por el comentario, las dudas están muy bien justificadas. Permíteme apuntar un par de cosas.
      Por un lado en los estudios que han ofrecido las marcas poniendo a prueba las baterías con recargas rápidas no se tuvo en cuenta el factor tiempo. Las recargas rápidas son malas porque producen una subida de temperatura y lo que afecta a la baterías es la exposición a temperaturas “altas” (más de 30 grados) durante periodos prolongados de tiempo. Las recargas de los tests se hicieron en periodos muy cortos de tiempo. Por otro lado llamamos recargas rápidas a 50kW indiferentemente del tamaño de la batería. No sé si viste este articulo http://forococheselectricos.com/2014/02/baterias-tamano-importa.html Si habláramos de Cs sería otro mundo. Un supercondensador te permite una recarga a 5 C (el leaf a 135kW) si inmutarse, eso significa acumuladores más pequeños sin temer a freirlos, o visto de otro modo no tener que aumentar el tamaño del acumulador para mantener las Cs bajas, luego menos peso, y que duran (cito a Revenarius) “más que el propio coche”.
      Respecto a los cargadores tienes razón en que no tendrían lugar a día de hoy, pero también es verdad que poner supercargadores de 135 kW es posible. Otra vez el dilema del huevo y la gallina, si no hay supercondensadores nadie va a instalar supercargadores, aunque también hay quien va más lejos, 1.5 MW http://forococheselectricos.com/2013/06/1-5-mw-hipercargadores-de-silex-power.html
      Saludos

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      July 11, 2014

      Cuando digo segundos o minutos no quiero decir “5 segundos” o “5 minutos”, me refiero a “70-100 segundos” para el primer caso (se tarda más en repostar gasolina) o 10-15 minutos para el segundo. Una carga para 100km en unos 100-120 segundos me parece extraordinaria, la “parada” es mínima, y una de 15 minutos para una carga de, digamos, 250 km, es igualmente de apetecible (al menos para mi)

      Sobre la degradación de las baterías…..hay ejemplos tanto en el Leaf como en el Prius, sobre todo en taxis, de que las baterías, en uso intensivo, se degradan hasta el punto de necesitar cambiarlas. Digamos que el Tesla y su batería de 85kw/h sería la excepción.

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    July 10, 2014

    Parecen cifras demasiado optimistas. Aunque todos celebraremos si logran siquiera aproximarse.

    De todas maneras, las baterías también seguirán evolucionando. Lo más probable es que si los supercondensadores se aproximan a las capacidades actuales de las baterías, incluso aunque las baterías sigan aumentando de capacidad, tendrán mercado.
    Además, existe la posibilidad de hibridarlos, lo que puede permitir gestionar mejor la energía de la batería, ya que cuando tuvieramos picos bruscos de consumo o acumulación, se derivaría al supercondensador, mientras que cuando se trata de consumo constante, se derivaría a la batería.
    Los supercondensadores serían como el azucar para el metabolismo, y las baterías como las grasas.
    Y ya si metes una pequeña celda de combustible y un pequeño depósito, un sistema triple, ya se borda.
    Capacidad de llenar depósito y alargar enormemente la autonomía en circunstancias especiales (quizás con un extensor modular colocable en uno de los maleteros, que no sea necesariamente un peso que siempre has de cargar).
    Sin ese peso extra, modo baterías y supercondensadores, para el día a día.
    Cargas parciales ultrarrápidas (a condensadores), mejor gestión de potencia y estrés a picos de energía y almacenamiento autonomía considerable en modo 100% eléctrico gracias a nuevas baterías.

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      July 10, 2014

      Se agradecen estos comentarios Zanstel, muy claro todo. Yo también creo que son muy optimistas, pero me quedo con el planteamiento del estudio sobre que pasaría de alcanzarse esas densidades y es cuanto menos es lo que has explicado.

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      July 10, 2014

      Me parece una buena idea la hibridación bateria-supercondensadores. Quizas de esta forma se podria aprovechar mucho mejor la frenada regenerativa, recargando, en lugar de las baterias, los supercondensadores. Así no se estresarian tanto las baterias, y se podria aprovechar mucho mas la energia de frenado, que ahora está limitada por preservar la salud de la bateria. Aun se ahorraria mas en pastillas de freno.

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        July 11, 2014

        Estoy contigo se pierde mucha energia con la frenada por que la bateria no la puede aprovechar.

        Además la hibridación (creo que Tesla ya la esta estudiando para sus modelos), permitiria cargar y descargas más rapidas y seguras, así como prestaciones espectaculares al poder “soltar” mucha energia de golpe.

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    July 10, 2014

    Buscando en internet he encontrado esta informacion:

    http://www.teleobjetivo.org/blog/el-supercondensador-de-eestor.html y

    http://en.wikipedia.org/wiki/EEStor

    si es cierta esta infomacion, a las baterias le quedan dos dias.

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      July 11, 2014

      Lo siento pero lo de Eestor ya hace tiempo que se ha demostrado que no es más que un bluf o una simple estafa. Nunca han logrado sacar prototipo alguno de supercondensador.

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    July 11, 2014

    Siento que estoy viviendo una época fascinante, donde estoy viviendo una verdadera revolución energética.

    Me gusta mucho todo esto, digamos que me apasiona sobre-manera.

    Sinceramente me parece acertadísima el comparación hecha usando simil biológico, comparando condensador con azucar y batería con grasa, es algo entendible para todo el mundo…

    Dicho esto, bajo mi humilde opinión yo a día de hoy, teniendo puntos de recarga ultrarápida, prefiero un coche que tenga solo 150 km de autonomía en condiciones reales em autopista, y que pueda repostar en 1 minuto, antes que un coche que tenga una autonomía de 500 km de autonomia y que necesite 2 horas en un supercargador, o 25-30 horas en una toma normal de casa.

    Gracias por estos posts

    Un saludo.

    pd. No entiendo a la gente que solo hace que quejarse de todo

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    July 11, 2014

    Si creo en la hibridación como dice Pep primero para los camiones de carga pero también para los autobuses y claro después para los coches con mas autonomías porque por la sencilla razón que aguantan mas en todos los sentidos y que son y serán mas económicos que las baterías .

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  11. Avatar
    July 11, 2014

    El beneficio principal que le veo es el de la recarga, como ya he dicho un par de veces en otros comentarios, hasta que no se solucione eficazmente el teme de la recarga para la mayoria de gente que no tiene garaje, y no puede dejar cargando el coche tooooda la noche, esto no va a arrancaren la tan deseada economía de escala que quieren.
    La duda es cuanto tiempo le dura la carga al supercondensador, porque si no tiene pérdidas por el sistema, es tonto hibridarlo. Estaría bien al principio mientras no tengan una buena densidad energética, pero apenas alcanxe la , isma densidad que las baterias, seria solo complicar las cosas, lo que es lógico es hibridar ahora para aprovechar mejor la energia de las frenadas. Pero en el futuro, un coche con solo supercondensadores, puede tener un uso diario igual a uno de gasolina de hoy, y el que lo pueda recargar en su casa, mejor para él (envidia cochina de los que no podemos por falta de garaje)
    Ademas podrian reformar las gasolineras en centros de recarga super rápidas, que basta con que el tiempo de recarga sea equivalente al de gasolina, nadie se va a quejar, no hay que recargar en dos segundos, se puede hacer en 5 min, tiempo de llegar, conectar la manguera, ir a pagar y listo, también disminuye mucho la potencia de la instalación.
    Ya veo que el problema principal va a ser que los fabricantes se dejen de joder y dacidan un formato compatible de recarga, que no lo harán.

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      July 11, 2014

      Al final de tu comentario dices ” también disminuye mucho la potencia de la instalación”, no se en que te basas para decir eso, si quieres cargar digamos 40Kwh en 5 minutos te hacen falta 480Kw de potencia sean indistintamente una bateria o un condensador.

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    Ojala en unos años sea posible llegar al menos a la densidad energetica de las celulas de ion-litio.

    Por el momento los datos de densidad energetica son muy pobres y aun le veo que necesitara unos años para alcanzar cifras logicas.
    Si bien es cierto se estan probando sistemas hibridos a base de supercondensadores en algunos vehiculos termicos actuales como los Mazda y es previsible que junto con instalaciones de 48 volt no solo sean microhibridaciones sino se pase a hibridaciones algo mas serias sustituyendo las baterias en los Toyota y Lexus.(ya que la recuperacion energetica es muy superior y el ahorro de combustible o potencia de salida se ve aun incrementada en mayor medida).

    Me deja alguna esperanza leer que se basaran en el grafeno , tal vez con ese material logren densidades mas decentes pero ni con 40wh-kg veo yo que vaya a sustituir a hibridos enchufables si quiera o como complemento a las baterias para lograr recargas mas rapidas .

    Pero vamos en resumidas cuentas noticia para vender a inversores y realidad que tardara unos años en hacerse patente , pero que cuando alcance densidades de baterias sera una tecnologia muy interesante y muy revolucionaria que ya esta demostrando buenos resultados en esos buses hibridados y en los Mazda con microhibridacion.

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    July 11, 2014

    Nada como la fórula1 para ver los avances. El año pasado los coches corrían con el KERS (supercondensador que se cargaba al frenar), este año ya se utiliza el llamado ERS, mucho más potente.

    http://www.mundiario.com/articulo/deportes/nuevo-reglamento-formula-1-modulo-potencia-ers/20140309205335016017.html

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    July 11, 2014

    Al final el futuro será el extensor de celda de H2 en el remolque, cargando de forma contínua la batería del coche. Baterías pequeñas, más ligeras y menos voluminosas, pero al final, usando un extensor para los viajes de más de 100 kms.

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    April 15, 2015

    Seria un exito que mejoren esas capacidades, virtualmente no ocuparìa cargarse ya que con solo la frenada regenerativa se vuelven a cargar.

    Es el principio de una revoluciòn en el transporte

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    September 09, 2016

    No mencionaron el factor “peso” de estos súper condensadores dato muy importante a tener en cuenta esto también podría inclinar la balanza.

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