Avance significativo en el desarrollo del almacenamiento de energía.

Científicos de SLAC y la Universidad de Stanford han establecido un récord mundial en almacenamiento de energía. El diseño innovador almacena cinco veces más energía que la tecnología de almacenamiento de batería estándar. Otras pruebas muestran que el sistema mantiene un alto nivel de rendimiento incluso después de 1.000 ciclos de carga/descarga. Se trata de un avance interesante, ya que allana el camino para baterías más ligeras y de mayor duración para dispositivos portátiles y vehículos eléctricos.

Soluciones comerciales de almacenamiento de energía hoy

Hoy en día, las baterías están hechas de iones de litio. Funcionan moviendo los iones de litio entre dos electrodos (cátodo y ánodo). Al cargar la batería, todos los iones y electrones son empujados hacia el ánodo; cuando se usa la batería, los iones y electrodos regresan al cátodo. El rendimiento a largo plazo de las baterías actuales normalmente cae a alrededor del 80 por ciento después de 500 ciclos de carga/descarga.

Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que el azufre podría permitir almacenar más iones de litio y, por lo tanto, más energía que los químicos actuales. Sin embargo, debido a la reacción química entre los iones de litio y el cátodo de azufre, los científicos tuvieron que resolver varios problemas.

Nuevos desarrollos

El gran avance de los científicos fue el desarrollo de un cátodo hecho de nanopartículas. Estos consisten en una “yema” de azufre rodeada por una “cáscara” porosa de óxido de titanio. La adición de óxido de titanio evita que el azufre se disuelva, mientras que el espacio entre la “yema” y la “cáscara” permite que el cátodo de azufre se expanda y contraiga sin sufrir daños. Lo que hace que este proceso sea aún más impresionante es la escala a la que se desarrolló: cada partícula del cátodo tiene 800 nanómetros de diámetro, que es una centésima parte del diámetro de un cabello humano.

Historia del desarrollo de cátodos de azufre.

El investigador principal del proyecto, Yi Cui, profesor asociado de ciencia de materiales en Stanford, dijo sobre el avance:

“Este es el cátodo de azufre más potente del mundo. Hasta donde sabemos, sin optimizar el diseño, la vida útil del cátodo ya corresponde al rendimiento comercial. Este es un logro muy importante para el futuro de las baterías recargables”.

Desde 2005, el grupo de investigación de Cui ha desarrollado una serie de ánodos cada vez más eficientes que utilizan silicio porque puede almacenar hasta diez veces más carga por peso que un equivalente de carbono. El objetivo de investigación futura del grupo es combinar el cátodo de azufre con un ánodo de silicio (ambos con diseño de cáscara de yema) para investigar si esto da como resultado una batería de alta energía y larga duración.

Como la tecnología aún se encuentra en la fase de investigación, no hay un plazo estimado para su disponibilidad comercial, pero este desarrollo es un paso importante para abordar algunas de las críticas a los vehículos eléctricos actuales.