Un ingrediente de la pasta de dientes puede hacer que los coches eléctricos lleguen más lejos

 

Científcos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) han descubierto un electrolito fluorado que podría proteger una batería de nueva generación contra la disminución de su rendimiento.

Un ingrediente de muchos dentífricos es el fluoruro sódico, un compuesto de flúor. Se añade para proteger los dientes contra la caries. Pero los compuestos que contienen flúor tienen otros usos prácticos que sorprenden. Tanto es así que Científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) han descubierto un electrolito fluorado que podría proteger una batería de nueva generación contra la disminución de su rendimiento.

“En el horizonte se vislumbra una nueva generación de baterías para vehículos eléctricos más allá de las de iones de litio”, afirma Zhengcheng (John) Zhang, jefe de grupo de la división de Ciencias Químicas e Ingeniería de Argonne.

La química de las baterías que no son de iones de litio ofrece el doble o más de energía almacenada en un determinado volumen o peso en comparación con las de iones de litio. Con ellas, los coches podrían recorrer distancias mucho más largas y, algún día, incluso los camiones y aviones de largo recorrido. Se espera que el uso generalizado de estas baterías ayude a resolver el problema del cambio climático. El principal problema es que su alta densidad energética disminuye rápidamente con cargas y descargas repetidas.

Uno de los principales competidores tiene un ánodo (electrodo negativo) de metal de litio en lugar del grafito que se utiliza normalmente en las baterías de iones de litio. Por eso se llama batería de “metal de litio”. El cátodo (electrodo positivo) es un óxido metálico que contiene níquel, manganeso y cobalto (NMC). Aunque puede proporcionar más del doble de densidad energética que una batería de iones de litio, este extraordinario rendimiento desaparece rápidamente en menos de 100 ciclos de carga y descarga.

Solución

La solución del equipo consistió en cambiar el electrolito, un líquido a través del cual los iones de litio se mueven entre el cátodo y el ánodo para implementar la carga y descarga. En las baterías de litio metálico, el electrolito es un líquido formado por una sal que contiene litio disuelta en un disolvente. El origen del problema de los ciclos cortos es que el electrolito no forma una capa protectora adecuada en la superficie del ánodo durante los primeros ciclos. Esta capa, también llamada interfase sólido-electrolito (SEI), actúa como un guardián, permitiendo que los iones de litio entren y salgan libremente del ánodo para cargar y descargar la batería, respectivamente.

Así, el equipo descubrió un nuevo disolvente fluorado que mantiene una robusta capa protectora durante cientos de ciclos. Une un componente fluorado cargado positivamente (catión) con otro componente fluorado cargado negativamente (anión). Esta combinación es lo que los científicos denominan un líquido iónico: un líquido formado por iones positivos y negativos.

“La diferencia clave de nuestro nuevo electrolito es la sustitución de átomos de hidrógeno por flúor en la estructura anular de la parte catiónica del líquido iónico”, explica Zhang, quien también añade que “esto marcó la diferencia a la hora de mantener un alto rendimiento durante cientos de ciclos en una célula de litio metálico de prueba”.

Nuevo electrolito

Las simulaciones realizadas revelaron que los cationes de flúor se adhieren y acumulan en las superficies del ánodo y del cátodo antes de cualquier ciclo de carga y descarga. Después, durante las primeras fases del ciclo, se forma una capa SEI resistente superior a la que es posible con electrolitos anteriores.

La microscopía electrónica de alta resolución realizada en Argonne y en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico reveló que la capa SEI altamente protectora en el ánodo y el cátodo conducía al ciclado estable.

El equipo fue capaz de ajustar la proporción de disolvente de fluoruro y sal de litio para crear una capa con propiedades óptimas, incluyendo un espesor de SEI que no es demasiado grueso o delgado. Gracias a esta capa, los iones de litio pudieron fluir eficazmente dentro y fuera de los electrodos durante la carga y descarga durante cientos de ciclos.

El nuevo electrolito del equipo también ofrece muchas otras ventajas. Es barato porque puede fabricarse con una pureza y un rendimiento extremadamente altos en un solo paso, en lugar de en varios. Es respetuoso con el medio ambiente porque utiliza mucho menos disolvente, que es volátil y puede liberar contaminantes al medio ambiente. Y es más seguro porque no es inflamable.

“Las baterías de metal de litio con nuestro electrolito de cationes fluorados podrían impulsar considerablemente el sector de los vehículos eléctricos”, afirma Zhang. “Y la utilidad de este electrolito se extiende sin duda a otros tipos de sistemas avanzados de baterías más allá del ion litio”.

Font, article de Sandra Acosta per a "El periódico de la energía"

Esta idea europea para controlar las baterías ha gustado tanto que ya piensan en copiarla en Estados Unidos

 

Este pasaporte contiene todo el historial de la batería: se detallen todos sus datos y especificaciones, así como la procedencia de todos sus componentes.

Hace algo más de un año que comenzaron a sonar los rumores sobre la llegada del 'pasaporte de batería' en la Unión Europea en los próximos años. Al parecer, esta iniciativa ha tenido un importante éxito entre los fabricantes, que se han unido en pos de la adopción de este sistema junto a empresas de componentes de todos los niveles. Entre las marcas más conocidas que han dado el sí a este documento están Stellantis, BMW, Mazda o General Motors, entre otros.

En total, más de 120 empresas se han unido para comenzar a promover la implantación del pasaporte de batería en el que se incluirán los datos principales de este componente fundamental en el sector automotriz eléctrico y que permitirá a autoridades y propietarios rastrear el historial que ha tenido la vida de dicha batería.

Este quedará implantado oficialmente a partir del año 2026 en toda la Unión Europea, que lo exigirá en forma de documento digital vinculado a cada batería. En el mismo se presentará el origen de todos los materiales que la forman, su porcentaje de materiales reciclados y la cantidad de emisiones de dióxido de carbono asociada. Tal ha sido la buena acogida que ha tenido esta iniciativa que otros mercados punteros del mundo, como Estados Unidos o La India ya plantean la adopción de un sistema muy similar.

Las principales compañías que compondrán el grupo post-pasaporte o, como ellas se han auto nombrado, Mobility Opel Blockchain Initiative (MOBI), han llevado a cabo la redacción de los estándares de esta particular legislación. Entre sus objetivos está que cada batería tenga asignado un número identificativo único e intransferible.

Entre las oportunidades que brinda este documento, está el rastreo de la producción de cada celda de la batería para calcular la huella de carbono de forma individualizada. Además, desde Nikkei Asia puntualizan que ya están trabajando en un sistema que informe sobre el estado de la batería en tiempo real.

Pero, ¿qué pretende Europa concretamente con la implantación de este pasaporte? El Parlamento Europeo cree que la introducción del pasaporte de batería permitirá un cumplimiento más estricto de los requisitos exigidos por la UE en los próximos años, entre los que se encuentra el reciclado de materiales de las baterías. Esto será algo sustancial, ya que el pasado 2022 el 60% de la demanda total del litio mundial se destinó al sector de los vehículos eléctricos. De cara a los años venideros se espera que esta cifra se multiplique notablemente, al igual que sucede con otros elementos, por lo que la reutilización de los mismos será algo fundamental.

Como ya hemos mencionado, en otros puntos del globo también se está planteando la adopción de un mecanismo similar. Como competencia del grupo MOBI se ha creado igualmente un consorcio parecido llamado Catena-X, en el que ya están involucrados importantes compañías como Volkswagen o Siemens. En los próximos meses se podrá ver la evolución que sigue este sistema en Europa, donde se implantará por primera vez, para, posteriormente, hacer lo propio en otros mercados internacionales.

Font, Alberto Pérez per a "Híbridos y eléctricos"

Tesla está probando las avanzadas baterías de StoreDot, capaces de recuperar 160 kilómetros en 5 minutos

De acuerdo con un informe publicado por la prensa estadounidense, Tesla estaría testando las avanzadas baterías de carga ultra-rápida de la startup israelí StoreDot para evaluar su posible uso en sus automóviles eléctricos. Aunque todavía no se ha anunciado oficialmente ninguna asociación, probablemente debido al secretismo con el que Tesla suele manejar estos asuntos, todo apunta a que más pronto que tarde se darán a conocer más detalles de esta potencial unión.

 Las celdas 100in5 de StoreDot han sido diseñadas para recuperar 100 millas (160,9 km) en apenas 5 minutos gracias al uso de un ánodo de silicio dominante y a un novedoso software de gestión. La compañía proyecta mejoras todavía más destacadas para los próximos años, llegando a los 3 minutos en 2028 y a los 2 minutos en 2032.

Mientras que las baterías 100in5 ofrecerán una densidad energética de 300 Wh/kg, las 100in3 y 100in2 llegarán a 450 y 550 Wh/kg respectivamente. StoreDot contempla desarrollar cadenas de suministro en Asia, Europa y Norteamérica, colaborando con sus socios para fabricar baterías en gigafactorías ya existentes en lugar de levantar las suyas propias.

Según el cronograma manejado por la empresa, sus primeras celdas producidas en serie comenzarán a llegar al mercado a finales del año que viene. Hasta el momento, fabricantes de la talla de Daimler, Ola Electric, Polestar, VinFast y Volvo han invertido en StoreDot, que también promete que su tecnología permitirá reducir notablemente el peso de los automóviles eléctricos (unos 200 kg en un turismo medio).

StoreDot comenzará a fabricar sus baterías 100in5 a finales de 2024

«Esperamos trabajar con nuestros socios OEM en Estados Unidos, Europa y Asia para suministrarles nuestras baterías de carga extremadamente rápida», declaraba hace apenas unos días el Dr. Doron Myersdorf, CEO de StoreDot, en relación a sus planes de expansión global.

«Es importante que los principales desarrolladores de baterías como StoreDot puedan entregar baterías de manera consistente, eficiente, conveniente y sostenible, ya que nos preocupamos mucho por el impacto ambiental de las cadenas de suministro. Al atender a nuestros clientes OEM desde sus propias ubicaciones, podemos hacer esto de manera más efectiva mientras demostramos nuestro compromiso de alcanzar las cero emisiones netas».

Actualmente, Tesla tiene acuerdos de suministro de baterías con BYD, CATL, LG Energy Solution y Panasonic; además, la firma capitaneada por Elon Musk también está escalando su propia capacidad de producción. Gracias a esta diversificación, el actual líder mundial en ventas de coches eléctricos ha logrado asegurarse el abastecimiento de celdas, si bien la creciente demanda le está obligando a buscar con rapidez otras alternativas.

Font, article de "Forococheléctricos"

El inesperado uso de los cofres de techo que propone Ford

 

La marca estadounidense acaba de presentar una patente que sorprende por la forma de sacar partido al tradicional accesorio para el equipaje.

Los mayores miedos a la hora de decidirse por un vehículo eléctrico son la escasa autonomía frente a los de combustión interna, la escasez de cargadores en las vías y la lentitud de carga. Estos tres factores son los que lastran el camino hacia la electrificación general del parque automovilista.

Hasta ahora, para conseguir una mayor autonomía, los fabricantes generalmente apuestan por las baterías de mayor capacidad. También es indispensable que puedan cargar a altas velocidades, con potencias de entre  150 kW y 400 kW, alcanzando los 735 amperios, y que pueden llegar a cargar en un máximo de 10 minutos.

Algunas marcas han ideado soluciones para ayudar a recargar la batería incluso sin un enchufe cerca. Tesla, por ejemplo, ha desarrollado un sistema de paneles flexibles solares, que se alojan perfectamente en el maletero del Model 3, y un techo solar. La potencia que entrega todo el conjunto son unos nada despreciables 2.000 vatios, que según sus cálculos ofrecen hasta 120 kilómetros extra de autonomía.

Baterías de apoyo

Actualmente, todos los dispositivos móviles cuentan también con el hándicap de la duración de las baterías. Para ello, la industria auxiliar de un tiempo a esta parte ofrece baterías externas para alargar la vida diaria del aparato. Basta con enchufar o acercar para cargar el dispositivo por inducción para que se alargue el tiempo de uso.

Siguiendo con este principio, en el departamento de ingeniería de Ford debieron de pensar que se podía replicar a mayor escala y así ayudar a alargar las horas de batería en sus modelos eléctricos. Estos días se acaba de conocer la patente que la marca del óvalo ha presentado en la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (USPTO).

En ella, se específica claramente que se trata “un conjunto de baterías de respaldo que se monta de manera que se puedan extraer” para instalar en los techos de los vehículos eléctricos. Esta está configurada para recargar la batería de tracción principal del vehículo a través de un cable al propio puerto de carga del automóvil.

Ausencia de cargadores

Otro de los puntos que se puede extraer de la descripción de la patente es el tipo de empleo para el que, en principio, estaría destinado. Así, desde Ford consideran la idoneidad para recargar vehículos eléctricos en lugares donde los cargadores no están disponibles, como las zonas de acampada alejadas de la carretera. 

Este tipo de baterías de respaldo serían muy apropiadas, por ejemplo, para instalarlas cuando se vaya a acometer un viaje fuera de carretera y guardarlas después. Además, podrían venderse como artículos en el mercado de accesorios, o incluso alquilarse para cuando se necesite más autonomía.

Esta batería de apoyo se carga de la misma manera que el coche eléctrico con el propio cable que incluye. Además, para dar apoyo al coche, se puede conectar el cable que sale desde el baúl para cargarla cuando esté parado o de forma inalámbrica con el coche en movimiento sin que el conductor tenga que intervenir y cuando la batería del coche esté baja de carga.

El problema del peso

El único inconveniente que muchos usuarios están comentando en el foro ‘Lightning Owners’ de automóviles eléctricos en Estados Unidos —donde se ha desvelado esta patente— es el peso extra que arrastraría el vehículo que llevara instalado el cofre en el techo.

Así mismo, se cuestiona la viabilidad de subir y bajar dicha batería hasta la altura del techo del vehículo. Una operación que necesitaría imperiosamente de varias personas o de una pequeña grúa. Y más si, como aparece en la patente, el modelo escogido va a ser el futuro Bronco 100% eléctrico.

Font, article de Rubén Pérez per a "El motor"

En un mes llega la batería más revolucionaria, 150 kWh con celdas de estado semisólido

 

A nadie le debería sorprender a estas alturas, pero no, no va a ser ninguna marca europea la que estrene la batería más revolucionaria montada nunca -hasta ahora- en un coche eléctrico. Un paquete de batería con nada menos que 150 kWh de capacidad de almacenamiento energético y basada en celdas con electrolito de estado semisólido. Por supuesto, va a ser un fabricante chino y, cómo no, el proveedor de esta batería es también chino. Estamos hablando de una increíble batería que alcanza los 360 Wh/kg de densidad energética y que, con ello, lo va a tener muy fácil para superar los 1.000 km de autonomía en coches de diferentes segmentos.

Desde hace años se viene diciendo que las baterías de estado sólido van a ser la mayor revolución del coche eléctrico porque tienen una densidad energética muy superior a la que es capaz de ofrecer una batería actual con electrolito líquido. Pero es que además son baterías totalmente seguras frente a incendios, por ejemplo, con una larga vida útil y con mayor capacidad para la carga rápida porque soportan mayores niveles de potencia. Pues bien, eso efectivamente ocurrirá dentro de algunos años, pero mientras tanto NIO ya ha recibido las primeras celdas de electrolito semisólido para sus baterías de estado semisólido. Unas celdas que, por cierto, fabrica su ‘partner’ WeLion, una empresa asiática con una excelente reputación entre los fabricantes de baterías para coches eléctricos. Y las cifras que ofrecen estas celdas, y las que ofrece el paquete de batería, son sencillamente extraordinarias.

La batería de los 1.000 km de autonomía de NIO llega en un mes, ya han recibido sus celdas de electrolito semisólido

Según esta última información, la compañía Beijing WeLion New Energy Technology, más conocida como WeLion, ya le ha empezado a hacer entregas de celdas de electrolito semisólido a NIO. Estas celdas, que se han empezado a entregar desde el día 30 de junio, son las que servirán para la nueva batería de estado semisólido configurada en un paquete de 150 kWh de capacidad de almacenamiento energético. Y con una extraordinaria densidad energética de 360 Wh/kg, que es mucho más de lo que pueden ofrecer las baterías basadas en celdas con electrolito líquido, que son todas las disponibles a día de hoy en coches eléctricos de cualquier fabricante.

Esta batería ya se presentó en enero del año 2021, cuando se dio a conocer el NIO ET7 en el ‘NIO Day 2020’. Ahora bien, es verdad que el lanzamiento del nuevo paquete de batería ha sufrido varios retrasos más allá de lo previsto originalmente, y no ha sido hasta principios de mayo de este mismo año cuando la marca asiática de coches eléctricos ha podido solicitar los permisos correspondientes para el uso de la nueva batería. Que, por cierto, hará que sus coches eléctricos pesen solo 20 kg más que antes, pero que puedan superar los 1.000 km de autonomía.

Por ejemplo, el NIO ES6 va a poder ofrecer, con este paquete de batería de 150 kWh de capacidad de almacenamiento energético, una autonomía homologada de 930 kilómetros como máximo. Ahora bien, por el hecho de contar con las últimas y más innovadoras tecnologías, el mayor problema que tiene este novedoso paquete de batería es que es muy, pero que muy caro. Tanto es así que, como ya indicó el cofundador y presidente de NIO, esta batería cuesta lo mismo que un coche eléctrico entero, en concreto lo mismo que un NIO ET5.

A medida que se vaya aumentando la capacidad de producción de este nuevo paquete de batería se espera que, poco a poco, vaya bajando de precio. Es precisamente por este problema del precio por el que NIO ha decidido que la batería solo esté disponible en modalidad de renting. Es decir, que no se puede tener la propiedad de la batería de estado semisólido de 150 kWh, sino que solo se va a poder disponer de ella bajo un contrato de alquiler, con el correspondiente pago de una cuota mensual.

Font, article de Carlos González per a "Testcoches.es"

La reutilización de baterías de los coches eléctricos se enfrentan a un problema. Estas durarán más de lo estimado

La reutilización de las baterías de los coches eléctricos se ha convertido en los últimos años en una tendencia de futuro muy interesante, donde se dan la mano el final de su vida útil dentro de los coches, para pasar a ser un respaldo a las redes eléctricas y apoyar a las energías renovables. Pero ahora los expertos están viendo como las perspectivas eran demasiado optimistas, y todo porque las baterías durarán mucho más de lo esperado.

Y es que la idea sobre el papel parece perfecta. Por un lado, cuando la batería baje de un determinado porcentaje de capacidad con el paso de los años, cuando tenga entre el 70 y el 80%, los clientes cambiarán de vehículo y esa batería pasará a ser reutilizada. Paso previo antes de ser reciclada en una economía circular que reducirá la huella de emisiones de su producción.

Pero una cosa es la teoría, y otra la realidad. Así lo ha constatado Hans Eric Melin, fundador de la consultora Circular Energy Storage, que realiza un seguimiento de las cantidades y los precios de las baterías, que ha comentado recientemente: «Los fabricantes siempre suponen que las baterías de los vehículos eléctricos solo durarán de 8 a 10 años, y luego el propietario las reemplazará. Pero esto la suposición no es cierta«.

El problema con esta solución, sin embargo, no es que sea técnicamente inviable, es que hay una falta de suministro de baterías usadas y el problema no muestra signos de mejora. Todo lo contrario.

La vida útil media de los coches con motor de combustión en mercado como Estados Unidos está aumentando y ahora llega a los 12,5 años. Esto significa que muchos propietarios están dudando en cambiar de vehículo por una variedad de razones.

Esto tiene especial influencia en los conductores de coches eléctricos, que optarán por seguir conduciendo incluso si la batería se está quedando sin la capacidad original, pero el vehículo mantiene su funcionamiento. Un aspecto que tiene mayor incidencia según aumenta la densidad energética, y con ello las capacidades que hace que la pérdida de autonomía sea cada vez menos importante, y la duración sea cada vez mayor.

Según el Sr. Melin: «El umbral del 80% de la capacidad de la batería es solo un número arbitrario y no refleja el uso real de los vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos producidos anteriormente todavía están en uso y actualmente prácticamente no hay mercado para baterías reutilizadas«.

A pesar de esto, las perspectivas de demanda de baterías reutilizadas sigue siendo sólida. La Agencia Internacional de Energía (IEA) estimó que la capacidad de almacenamiento de la red podría aumentar a 680 GWh para 2030 desde los 16 GWh instalados a principios de 2022.

Un mercado con un gran potencial que, según la propia IEA, supone que mercados como Reino Unido tengan que desperdiciar parte de su potente producción de la eólica, unos 1.000 millones de libras al año de coste, por no coincidir muchas veces la producción y la demanda, y no poder almacenar los excedentes. Algo que les obliga a tirar mano de las importaciones desde el continente.

Un aspecto donde los sistemas de almacenamiento con baterías podrá ayudar a mitigar estas intermitencias, con el impacto económico y de seguridad energética que supondrá, pero que como vemos, tendrá que enfrentarse a una realidad a corto y medio plazo donde hacerse con las baterías no será tan sencillo como simplemente esperar sentado a que caigan como una fruta madura.

Font, article de Carlos Noya per a "Forococheseléctricos"

Son un invento español y podrían ser las baterías reciclables definitivas: biodegradables y con décadas de vida

 Las pilas de litio se han convertido en un componente esencial de nuestra vida cotidiana, ya que alimentan muchos de los dispositivos que utilizamos para comunicarnos, trabajar y entretenernos. Es por esa razón que Investigadores del Departamento de Biomateriales de la Universidad del País Vasco han desarrollado una pila biodegradable utilizando biopolímeros como la celulosa y el pegamento de molusco. Sin envoltorios, carcasas ni conectores, estas pilas pueden tirarse en cualquier contenedor de materia orgánica, lo que las hace muy sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

Cómo funcionan estas baterías reciclables

La batería biodegradable desarrollada por este grupo de científicos funciona según los principios de la capilaridad y la transpiración. Se calcula que estas baterías duran 10.000 ciclos, lo que se traduce en una vida útil de más de 27 años si se cargan una vez al día.

El siguiente paso de los investigadores es probar las baterías más allá de las condiciones de laboratorio y determinar el modelo de negocio para su industrialización. A pesar de lo emocionante del descubrimiento, es posible que aún pasen varios años antes de que estas baterías puedan utilizarse en coches eléctricos u otras aplicaciones, debido a la necesidad de procesos de ensayo, validación y homologación.

El proceso de las baterías reciclables empieza con buen pie

Esta invención ha llamado la atención de manera positiva y para que tenga éxito, las baterías reciclables tendrán que cumplir con una serie de criterios relacionados con la densidad energética, la capacidad y la resistencia. Además, los aspectos de seguridad, como la resistencia a las colisiones y el sobrecalentamiento, requieren una cuidadosa comprobación.

El proceso de fabricación también debe desarrollarse para la producción en masa, manteniendo la asequibilidad. Para esto, varios centros de investigación y empresas participan en el proyecto Bideko, cuyo objetivo no es solo crear baterías para la industria automovilística, sino también para sistemas energéticos descentralizados y la agricultura de precisión.

Se prevé que este proyecto finalice en septiembre de 2024, así que el próximo año tendremos novedades acerca de los resultados de estas pruebas protocolarias.Y es que en un mundo donde la crisis climática se está volviendo cada vez más grave, el desarrollo de baterías biodegradables ha demostrado ser una solución prometedora. Estos dispositivos, que están hechos con materiales biológicos, tienen la ventaja de ser sostenibles medioambientalmente, puesto que una vez que se descartan, se descomponen en elementos inofensivos. Este proyecto se muestra como un gran apoyo para reducir el uso de materiales no sostenibles y disminuir la huella ambiental que deja el almacenamiento de energía.

Font, article de Emmanuel Jiménez per a "Diariomotor"