Los ánodos compuestos de carbono podrían triplicar la capacidad de las baterías

Los ánodos compuestos de carbono podrían triplicar la capacidad de las baterías


Un equipo de investigadores en Alemania han desarrollado un novedoso material, formado por nanopartículas de óxido de estaño enriquecidas con antimonio y con una capa base de grafeno, el cual puede triplicar la capacidad de una batería y reducir drásticamente el tiempo de carga. «Un factor importante es el material del ánodo», declara la profesora Dina Fattakhova-Rohlfing, del Instituto de Energía e Investigación del Clima de Juelich, Colonia, la cual ha sido la encargada de dirigir la investigación.

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«En principio, los ánodos a base de dióxido de estaño pueden alcanzar capacidades específicas mucho más altas y, por lo tanto, almacenar más energía que los ánodos de carbono que se usan actualmente. Tienen la capacidad de absorber más iones de litio. Sin embargo, el óxido de estaño puro exhibe un ciclo muy débil de estabilidad: la capacidad de almacenamiento de las baterías disminuye constantemente y sólo se pueden recargar un par de veces. El volumen del ánodo cambia con cada ciclo de carga y descarga, lo que hace que se desmorone».

La base de grafeno de este novedoso nanocompuesto ayuda a conseguir la estabilidad estructural y la conductividad del material. Las partículas de óxido de estaño se cultivan sobre el grafeno. El pequeño tamaño de la partícula y su sobresaliente contacto con la capa de grafeno permiten su resistencia ante los cambios de volumen anteriormente descritos. Gracias a ello, la vida útil de la batería aumenta enormemente.

«Enriquecer las nanopartículas con antimonio asegura que el material sea extremadamente conductor«, añade la profesora Fattakhova-Rohlfing. «Esto hace que el ánodo sea mucho más rápido, lo que significa que puede almacenar 1,5 veces más energía en solo un minuto que lo que sería posible con los ánodos de grafito convencionales.

Incluso puede almacenar tres veces más energía durante el tiempo de carga habitual de una hora. Estas altas densidades de energía sólo se lograron anteriormente con tasas de carga bajas. Los ciclos de carga más rápidos siempre conducen a una reducción rápida de la capacidad». Sin embargo, los ánodos dopados con antimonio conservan el 77% de su capacidad original incluso después de ser sometidos a 1.000 ciclos de carga.

A pesar de todo, este tipo de baterías se enfrentan a varios problemas, siendo el principal el grafeno: hasta ahora, los esfuerzos por industrializar la producción de este revolucionario material no han llegado a buen puerto, lo que dificultaría una hipotética llegada de estas baterías al mercado, por lo menos en un futuro próximo.

Fuente | eeNewsPower


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18 comentarios en “Los ánodos compuestos de carbono podrían triplicar la capacidad de las baterías”

  1. El tema de los descubrimientos y las pruebas de laboratorio a la fase de producción siempre nos dicen que tardan. Curiosamente muchas investigaciones y publicaciones en referencia al grafeno (no ya como material) sino como producirlo industrialmente se han dado muchas soluciones otra cosa es que se quiera implementar.

    Una empresa que se quiera meter claramente puede apostar por ello desde un principio, si le saldrá caro pero no dependerá.

    Luego hay empresas que tienen que terminar su producto o alargarlo, introduciendo poco a poco el famoso compuesto hasta que llegar a un porcentaje importante, no total. Se entiende que hay que pagar el I+D, la distribución y xxxx cosas pero cuando se ha llegado ya a completar el coste, lo que hacen es seguir estirando y estirando.

    Las soluciones para que el mercado no haga esta «trampa» es obligar en caso de los VE a sacar unas autonomías mínimas durante X años y luego aumentarlas porque se entiende que hay avances significativos sino hasta dentro de 10 años no veremos tecnologías punteras, los motores diesel, gasolina e híbridos tienen que seguir funcionando.

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  2. Soy optimista en este tipo de avances, tarde o temprano se conseguirán baterías con prestaciones que, no solo igualarán sino que superarán con creces las de un térmico.

    Podemos debatir si tardarán más o menos pero estoy seguro de que llegarán…

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  3. ¿Avances?. Si ponemos al Model S de Tesla con sus 100kwh de batería y sus ¡¡¡¡¡617kg de peso!!!! podemos llamar a esto ¿¿¿Avance???. Celdas con energías especificas altas ya existen pero misteriosamente nunca llegan al mercado. El año pasado Samsung saco una celda de grafeno con una energía especifica entre 380-440wh/kg y 500 ciclos pero a día de hoy Samsung esta muy callada y sigue sacando sus smartphones con celdas de litio clásicas. Hace también un par de años BMW y una universidad Coreana sacaron una celda con ánodos de Silicio que entregaba 350wh/kg y aguantaba 500 ciclos a 1C/1C y a día de hoy mutismo absoluto. Baterías mejores que las actuales existen no lo dudéis, pero existe un complot a nivel internacional que dicta que no deben comercializarse todavía «deben exprimir a los ICE hasta el máximo de lo imposible ese es el lema».

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    • Quizás en vez de un complot también pudiera ser que no compense economicamente ¿no?

      Quiero decir que actualmente hay mejores coches, más rápidos, potentes, eficientes y con mayor espacio de carga que mi Toyota del 2007 pero… es que economicamente no me compensa.

      Si tus baterías actuales se venden a 200€/kWh y las nuevas megamodernas chupiguays no hay modo de producirlas por debajo de los 500€/kWh… ¿pues como que no está la cosa para vender por debajo de costes no?

      Hemos de entender que el desarrollo de cualquier tecnología nueva conlleva retrasos, retrasos debidos no solo a la complejidad en si misma de la tecnología sino que también a la dificultad de producirla con unos costes operativos asequibles.

      Un Tesla Model S con 500Km de autonomía EPA lleva 100kWh de batería en un conjunto coche+batería de 2150Kg, un Model 3 con la misma autonomía lleva una batería de 75kWh en un conjunto de peso de 1750Kg. No hay que ser tan negativo, yo creo que algo se ha avanzado ¿no? 🙂

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    • Menuda estupidez. No se puede poner puertas al campo cuando tienes un negocio redondo.
      Si no se saca un producto aparentemente bueno de laboratorio es porque luego han aparecido problemas para llegar a la fase de industrialización. Otra cosa es que tú no las conozcas.

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    • Nadie ha “sacado” nada. Sólo ha habido pruebas de laboratorio muy prometedoras que luego ha sido imposible llevar a producción. Eso es todo.

      No hay conspiración y no hay intereses ocultos. Sólo hay los problemas habituales con las tecnologías muy rompedoras: que una cosa es hacer un ánodo a base de grafeno con nanopartículas de estaño, antimonio y la madre-que-me-parió, y otra MUY DIFERENTE producir ese mismo ánodo en un proceso masivo, automático y comercialmente viable.

      Yo insisto: la inmensa mayoría de las patentes NUNCA llegan a productos comerciales y la mayoría de los trabajos de laboratorio, ni siquiera llegan a patente; acumular energía eléctrica es MUY DIFÍCIL, y las empresas llevan trabajando en ello desde hace más de cien años y los avances llegan con cuentagotas.

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  4. Esta noticia no puede ser cierta, mi Dios en la tierra Elon es el único que sabe de baterías. Los demás están dormidos o lo que es peor entretenidos en gasearnos a todos.

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    • Ese dios al que te refieres, a día de hoy, 18 Junio de 2018, tiene unas baterías puestas en la calle, funcionando en miles de coches (M3) que para si las quisieran el resto de fabricantes en Junio de 2020.

      La única diferencia es que cuando Tesla presenta un nuevo producto, en vez de con un PPT, lo hace con un prototipo funcional que la gente puede probar.

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      • Tienes toda la razón, gracias a Elon en el futuro Dios para dejarlo claro los coches eléctricos existen, Dios es tan pero tan magnánimo que deja a unos pobres japoneses ponerle el nombre de su empresa, una tal panasonic, a sus baterías.

        Elon, perdón Dios a partir de ahora es tan pero tan bueno que se dice que ha hecho al hombre a su imagen y semejanza, aunque todos nosotros somos una mala copia de ente tan perfecto.

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        • Tú sigue utilizando el nombre de Dios en vano para mofarte de los que aplaudimos el progreso y la eliminación y quema de combustibles fósiles.

          Espero que algún día no se te presente el verdadero Dios y te tengas que tragar todas tus ridículas e inútiles palabras.

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  5. agu, no te queda nada que tragar….., Esto no ha hecho más que empezar y tu tragando todos los días buenas noticias sobre los VE, en general y Tesla en particular.

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    • Pero si mas allá de Elon no hay VE ni vida inteligente, los demás están dormidos. Es mas esta batería seguro que es una estratagema de los gaseadores para que creamos que no todos lo relacionado con el VE ha sido creado y desarrollado por Dios, Elon para sus fieles.

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      • ¿ Será por eso que los demás fabricantes son incapaces de sacar nada decente eléctrico ?

        Dios ( Elon, claro ), los tiene sometidos y les obliga a gasearnos en contra de su voluntad.

        ¿ Será Dios el que trucó los vehículos de vag sin que ellos lo supieran ?

        ¿ Ó los de Mercedes ?

        Por favor , guíanos tú hacia la luz.
        Y si el camino es oscuro ilumínalo como sólo tú sabes …. haciendo arder bombones con electricidad .

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  6. Es imposible aumentar 3 veces la capacidad solo cambiando el anodo. No salen los numeros. La contribucion al peso total del anodo es mucho menor que la del catodo.
    Ademas, si las pruebas de Goodenought? y demas sobre electrolitos solidos son ciertas…. todo esto es irrelevante.
    El mejor anodo es un anodo formado por litio y nada mas que litio, como mucho aleado con, o cubriendo el colector de corriente.
    El estaño se ha usado a veces, en baja cantidad, para estos colectores por su capacidad para absorver litio, pero tiene un peso brutal como para usarlo libremente. Ademas, parece que los anodos de grafito funcionan bien, y el cuello de botella esta en el catodo…..
    Revisar el Titulo del articulo…

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  7. Solo falta más dinero investigación otras empresas de baterías terminen por desarrollar un modelo eficiente y rentable energéticamente que sea llamado a ser la batería del futuro

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