Los ánodos con nanohilos de silicio y su promesa de revolucionar el mercado de las baterías | forococheselectricos

Los ánodos con nanohilos de silicio y su promesa de revolucionar el mercado de las baterías


Desde hace al menos seis años, la empresa californiana Amprius trabaja en una prometedora tecnología de baterías que permitirá aumentar de forma importante la densidad energética de las baterías. Una nueva tecnología basada en ánodos de silicio que está logrando incrementar de forma sustancial el potencial de las baterías y que ya está siendo fabricada.

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Estas de momento están siendo utilizadas en aplicaciones como dispositivos móviles para los grandes fabricantes asiáticos, así como en el proyecto del satélite de gran altitud (HAPS) de Airbus, y permiten mejorar un 10% las capacidades disponibles. Pero en una entrevista con la revista Science, Yi Cui, director ejecutivo y fundador de Amprius, ha confirmado los enormes avances que dispararán el potencial de este sistema.

Como recordamos, Amprius trabaja en estabilizar el silicio en el ánodo mediante nanohilos de silicio, superando los problemas de estabilidad que el prometedor silicio presenta, como su tendencia a sufrir fracturas y el consecuente deterioro del ánodo durante los procesos de carga y descarga.

Las estructura de nanohilos permitía aprovechar mejor el potencial de este material, una generosa capacidad de acumulación de iones de litio que eleva capacidad del ánodo hasta los 1.000 mAh/g frente a los 372 mAh/g de los ánodos de grafito al uso, pudiendo reducir considerablemente el tamaño de este electrodo y aumentando así la energía especifica.

En una serie de demostraciones de laboratorio, Cui ha demostrado cómo su enfoque estructural de los electrodos puede lidiar con una serie de químicas que durante mucho tiempo han atormentado a los investigadores. Entre ellas las populares baterías de litio con electrodos de silicio en lugar de grafito, las baterías con un electrodo de litio-metal, y también aquellas que dependen de la química de litio-azufre, que son potencialmente más potentes que cualquier batería de litio.

Las estructuras a nanoescala que está explorando Amprius incluyen nanocables de silicio que se expanden y contraen a medida que absorben expulsan iones de litio, además de pequeñas estructuras similares a huevos con capas de carbono que protegen las yemas de silicio ricas en litio.

Los últimos trabajos han dado como resultado prototipos dotado de un 40% más densidad energética que las baterías de litio actuales, y con todavía mucho recorrido por delante de mejora que según el fundador de Amprius, podrá dar como resultado unas baterías con 10 veces mayor densidad energética que las actuales. Algo que supondría llegar a superar los 1.000 Wh/kg.

Una tecnología que esta semana ha saltado también a la actualidad por una imagen compartida por Tesla durante un acto con accionistas e inversores, donde se veía una estructura que algunos expertos han identificado con un sistema de nanohilos de silicio que además de gran densidad energética, también ofrecerá una vida útil mucho más larga a dichas baterías.

Lo más interesante es que desde Tesla se han dado fechas de llegada de esta nueva tecnología, que permitirá aumentar un 50% la densidad energética de las actuales celdas, y que comenzarán su producción entre 2023 y 2024.

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14 comentarios en «Los ánodos con nanohilos de silicio y su promesa de revolucionar el mercado de las baterías»

  1. Y pensar que todas estas baterías se podían haber investigado en los 70… EEUU y la URSS eran productores; pero cuántos trabajos y vidas se hubiesen salvado en Europa (y en el resto del mundo) si no hubiesen pasado de todo…

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    • Noticia Vaporware de la semana……¿¿Celdas con 1.000wh/kg??. No se lo creen ellos ni borrachos, Otros vende humos como la empresa Suiza Inolit. La pagina Web de esta empresa brilla por un diseño simplista al máximo, mala señal…… No me creo absolutamente nada de ella, hasta que no den detalles técnicos concretos de sus celdas y demuestren que los están comercializando me lo creere mientras a por otra notícia.

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  2. La idea se le ocurrió el día que le llegó la nueva aspiradora.
    Al limpiar la alfombra, no podía creer la cantidad de porquería que había en ella….

    Basado en una experiencia personal… 😉

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  3. «Nanohilos de silicio», suena a cáncer de pulmón.
    El amianto es cancerígeno, porque las fibras de silicatos se clavan en los pulmones, provocando heridas que, al cicatrizar, generan asbestosis y cáncer de pulmón.

    Espero que controlen en tema, para evitar que haya por ahí fibras de silicio flotando levantadas por el viento.

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    • Ya te digo. La cantidad de baterías con las que me he cruzado a las que les sale polvo de silicio de dentro cuando te descuidas. Ahora tengo cáncer de pulmón por culpa de estas baterías.

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    • Si y no.
      El problema del amianto es que las fibras tienen forma de anzuelo, y al clavarse, no se salen más.
      Por ese motivo, y por no poder ser absorbidas por el cuerpo se crea la asbentosis y el cáncer de pulmón.

      Si estos hilos de cilicio son rectos, sin puntas, no tienen porqué clavarse y no tienen porqué generar cáncer.

      Es como la madera, el polvo de pino no hace nada, en cambio el de Iroko es irritante, porque es puntiagudo…..

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      • No sé yo si es por la forma de anzuelo (nunca había oido esa explicación), o simplemente porque se clavan, generan una cicatriz, se sueltan, se clavan en otra parte del pulmón, generan otra cicatriz, etc.

        Es cancerígeno el polvo de madera dura (roble, nogal, encina, olivo…), es cancerígeno.
        No te afecta si tienes un mueble. Pero sí ha afectado a miles de carpinteros.

        Responder
        • No sé yo si es por la forma de anzuelo (nunca había oido esa explicación), o simplemente porque se clavan, generan una cicatriz, se sueltan, se clavan en otra parte del pulmón, generan otra cicatriz, etc.

          Es cancerígeno el polvo de madera dura (roble, nogal, encina, olivo…), es cancerígeno.
          No te afecta si tienes un mueble. Pero sí ha afectado a miles de carpinteros.

          En concreto, estos son las principales maderas duras, cuyo polvo es cancerígeno:
          haya, roble, abedul, caoba, teca, nogal, arce, castaño, olmo, fresno, chopo, encina, cerezo, ébano.
          Los dos primeros (haya y roble), están confirmados (A1: carcinogenos humanos confirmados). El resto son sospechosos (A2: sospechoso de ser carcinogeno).

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          • Trabaja el Iroko y luego hablamos.
            El roble es muy probable por el tema de los taninos y lo del haya, me sorprende (no digo que no tengas razón)
            Lo del amianto te lo confirmo (lo de la forma de anzuelo) y sobre todo que no es un material asimilable por el cuerpo humano, y que se ancla y sigue pichando y cortando.

            Y por supuesto que cualquier material con muchas partículas en suspensión, al cabo del tiempo, puede ser cancerígeno.
            Pero no tengo noticias que haya ninguna madera prohibida en su manipulación en una carpintería ni que tengas obligación, por ser cancerígeno, de usar medidas especiales para su trabajo.

            El caso del Iroko, donde se usa bastante, es bastante alto la cantidad de carpinteros alérgicos.
            A nivel de sangrado de nariz en cuastion de 10 minutos.
            Es de los más irritantes.

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  4. Hay varios proyectos muy prometedores que ciertamente se toman con cautela por que podrían dar un vuelco demasiado grande a la economía global. De lo que no hay duda es de que los sistemas de acumulación van a cambiar muchísimo y con ellos el mundo tal y como lo conocemos.
    Si la irrupción de los móviles ha sido un cambio, espérate a lo que está por llegar.

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  5. Todo esto está muy bien, pero si no es viable producirlo en masa y que sea económicamente viable pues no vale de nada.
    De hecho las baterías de electrolito sólido están bastante probadas en laboratorio, pero llevarlas a producción está siendo muy complicado y puede encarecer todo el proceso, pese a tener materiales más baratos a priori.

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