Las nuevas baterías pueden cargarse en solo 20 minutos y soportar más de 1.500 ciclos de carga, reduciendo la ansiedad por el alcance y los tiempos de espera en estaciones de carga.
- Nuevo ánodo: carbono duro + estaño nano (menos de 10 nm).
- Carga ultra rápida: ciclos estables con carga en 20 minutos.
- Más energía: 1,5 veces más densidad que el grafito.
- Larga vida útil: más de 1.500 ciclos.
- Compatible con baterías de sodio.
- Alta estabilidad + potencia: ideal para vehículos eléctricos y ESS.
Avance clave en baterías de próxima generación desde POSTECH y KIER
Un equipo conjunto de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y el Instituto Coreano de Investigación en Energía (KIER) ha desarrollado un ánodo innovador que promete mejorar significativamente el rendimiento de las baterías recargables, particularmente en sectores como la movilidad eléctrica y el almacenamiento energético a gran escala.
Limitaciones del grafito y la necesidad de nuevos materiales
El grafito, aunque es el material más utilizado actualmente en ánodos de baterías de ion litio, presenta baja capacidad teórica y velocidades lentas de carga y descarga. Esto ha impulsado la búsqueda de alternativas con mejores prestaciones.
La solución: carbono duro combinado con estaño
Los investigadores propusieron un diseño que combina carbono duro con partículas de estaño de menos de 10 nanómetros. Esta elección no fue al azar:
- El carbono duro, con su estructura desordenada y microporos, permite una rápida difusión de iones y una excelente estabilidad mecánica.
- El estaño proporciona una mayor capacidad específica, pero tiende a expandirse durante los ciclos de carga. Al usar partículas extremadamente pequeñas, se minimiza esta expansión, lo que mejora la estabilidad.
Producción avanzada: sol–gel y reducción térmica
Para lograr esta estructura, el equipo utilizó un proceso sol–gel, seguido de reducción térmica, que permitió incrustar partículas de estaño de forma homogénea dentro de la matriz de carbono duro. El resultado es una sinergia funcional que va más allá de una simple mezcla de materiales.
Ventajas en desempeño electroquímico
Este nuevo ánodo ha demostrado:
- Carga rápida en 20 minutos sin degradación significativa.
- Más de 1.500 ciclos de vida útil, muy por encima del estándar.
- Densidad energética volumétrica 1,5 veces superior al grafito convencional.
Además, presenta un comportamiento excepcional en baterías de ion sodio, donde los ánodos convencionales como el grafito o el silicio fallan. Esta compatibilidad abre nuevas puertas para tecnologías más sostenibles y accesibles.
Potencial de esta tecnología
Este avance no solo mejora el rendimiento, también impacta directamente en la sostenibilidad global:
- Mayor duración = menos residuos electrónicos y menor frecuencia de reemplazo.
- Compatibilidad con sodio = menos dependencia del litio, cuyos procesos de extracción tienen alto impacto ambiental.
- Carga rápida = vehículos eléctricos más viables, reduciendo la huella de carbono en el transporte.
- Aplicaciones en ESS = mejor gestión de energías renovables, facilitando el almacenamiento de energía solar y eólica.
La integración de materiales eficientes y sostenibles en baterías de alto rendimiento como esta, acelera la transición hacia un modelo energético más limpio, resiliente y justo.
Más información: Catalytic Tin Nanodots in Hard Carbon Structures for Enhanced Volumetric and Power Density Batteries | ACS Nano
Deja una respuesta