Tecnología de baterías de vehículos eléctricos: Avance en investigación

Durante las recientes olas de frío en la región ártica de Estados Unidos, los propietarios de vehículos eléctricos (VE) han enfrentado problemas. Las autoridades han informado sobre un rápido agotamiento de la batería, largas filas en estaciones de carga e incluso vehículos remolcados que se quedaron sin energía. Sin embargo, una investigación realizada por asistencia en carretera noruega ha demostrado que los vehículos eléctricos son mucho menos propensos a sufrir averías en condiciones extremadamente frías en comparación con los vehículos impulsados por combustibles fósiles.

No obstante, las preocupaciones relacionadas con el alcance y la durabilidad de las baterías de ion de litio siguen obstaculizando las ventas de automóviles eléctricos. Un estudio realizado por Ipsos el año pasado reveló que, además del costo, la falta de estaciones de carga y la corta vida útil de la batería eran los principales factores que influían en las decisiones de los consumidores. Sin embargo, un equipo de científicos de la Universidad de Harvard ha anunciado recientemente un avance en la tecnología de baterías de estado sólido, que se pueden cargar en el mismo tiempo que se tarda en llenar un tanque de gasolina.

Actualmente, los automóviles eléctricos, computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos dependen de baterías de ion de litio planas conocidas como «celdas de bolsa». Sin embargo, la potencia de estas baterías tiene limitaciones cuando se trata de maquinaria más grande. Además, hay evidencia de que dichas baterías pueden ser propensas a la combustión. Por lo tanto, numerosas empresas, incluyendo Volkswagen y Toyota, están trabajando en la utilización de baterías de estado sólido como una solución. Los investigadores de Harvard han anunciado el desarrollo de una nueva «batería de estado sólido» que se puede cargar en el tiempo que se tarda en llenar el tanque de un automóvil y soportar al menos 6,000 ciclos de carga.

La batería, mucho más pequeña que un sobre estándar, creada por el equipo de Harvard, retuvo el 80% de su capacidad después de 6,000 ciclos de carga y mantuvo un buen rendimiento en bajas temperaturas. Esta batería supera a otras baterías de estado sólido disponibles en el mercado porque los científicos descubrieron un nuevo método de producción con un ánodo de metal de litio que tiene diez veces la capacidad del ánodo de grafeno utilizado en las baterías comerciales típicas. Los investigadores de Harvard lograron superar el principal desafío en las baterías de estado sólido: las estructuras similares a dendritas que crecen desde la superficie del ánodo hacia el electrolito y que pueden perforar el separador, causando un cortocircuito e incluso ignición de la batería.

Una vida útil prolongada, equivalente a 30 años, podría reducir significativamente el costo de los automóviles eléctricos. Además, la capacidad de carga rápida de la batería también abre nuevas perspectivas para su uso en otros campos, como aviones eléctricos, que requieren una gran cantidad de energía para despegar.

El Dr. Xin Li, profesor de ciencia de los materiales en la Universidad de Harvard, describió a las baterías de estado sólido como el «Santo Grial». Él afirmó: «La conductividad en las baterías de estado sólido es mejor que en las baterías de estado líquido, y son seguras, no inflamables». Actualmente, el Dr. Li lidera Adden Energy, una empresa que desarrolla tecnología de baterías de estado sólido para su producción en masa. La compañía ya ha realizado pruebas exitosas de sus baterías con un fabricante de automóviles estadounidense.

Gracias a los avances en la tecnología de baterías de estado sólido, la electrificación del transporte se está volviendo cada vez más realista. El gobierno de Estados Unidos ha invertido $6 mil millones en el desarrollo de una industria nacional de materiales, producción y almacenamiento de baterías, con un enfoque en la transición de fuentes de energía relacionadas con combustibles fósiles a la electrificación. El avance en las baterías de estado sólido podría desempeñar un papel crucial en la consecución de objetivos relacionados con el cambio climático.

Preguntas frecuentes (FAQ):

1. ¿Qué problemas enfrentaron los propietarios de vehículos eléctricos durante las recientes olas de frío en el Ártico de Estados Unidos?
Los propietarios de vehículos eléctricos experimentaron un rápido agotamiento de la batería, largas filas en estaciones de carga e incluso algunos vehículos tuvieron que ser remolcados debido a que se quedaron sin energía.

2. ¿Mostró la investigación que los vehículos eléctricos son más propensos a averiarse en condiciones extremadamente frías en comparación con los vehículos de combustible fósil?
No, la investigación demostró que los vehículos eléctricos son mucho menos propensos a sufrir averías en condiciones extremadamente frías en comparación con los vehículos de combustible fósil.

3. Además del costo, ¿qué factores influyen en las decisiones de los consumidores al comprar automóviles eléctricos?
Además del costo, la falta de estaciones de carga y la corta vida útil de la batería son los principales factores que influyen en las decisiones de los consumidores al comprar automóviles eléctricos.

4. ¿Cuál es la nueva tecnología de baterías que se puede cargar en el mismo tiempo que se tarda en llenar un tanque de gasolina?
La nueva tecnología de baterías es la de estado sólido.

5. ¿Qué beneficios puede traer la carga prolongada de baterías de estado sólido?
La carga prolongada de baterías de estado sólido puede reducir significativamente el costo de los automóviles eléctricos y abrir nuevas perspectivas para su uso en otras industrias que requieren una gran cantidad de energía.

6. ¿Qué desafíos tuvieron que superarse para desarrollar la nueva batería de estado sólido?
El principal desafío fue superar las estructuras similares a dendritas que crecen desde la superficie del ánodo hacia el electrolito y que pueden perforar el separador, causando un cortocircuito e incluso ignición de la batería.

7. ¿Qué empresa lidera el Dr. Xin Li de la Universidad de Harvard y cuáles fueron los resultados de las pruebas de su batería?
El Dr. Xin Li lidera Adden Energy, una empresa que está desarrollando tecnología de baterías de estado sólido para su producción en masa. La empresa ya ha realizado pruebas exitosas de sus baterías con un fabricante de automóviles estadounidense.

8. ¿Cómo se puede promover la electrificación del transporte mediante avances en las baterías de estado sólido?
Los avances en las baterías de estado sólido pueden promover la electrificación del transporte al proporcionar una mayor autonomía, tiempos de carga más rápidos y una vida útil prolongada de la batería.

9. Además de la industria automotriz, ¿qué otras industrias pueden beneficiarse de las baterías de estado sólido?
Además de la industria automotriz, otras industrias que pueden beneficiarse de las baterías de estado sólido incluyen la aviación eléctrica y cualquier otra que requiera una gran cantidad de energía.

10. ¿Qué objetivos relacionados con el cambio climático se pueden lograr gracias a los avances en las baterías de estado sólido?
Los avances en las baterías de estado sólido pueden desempeñar un papel crucial en la consecución de objetivos relacionados con el cambio climático al permitir la transición de fuentes de energía relacionadas con combustibles fósiles a la electrificación, reduciendo así las emisiones de gases de efecto invernadero.

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