Baterías BMW
Centro de Competencia de Alta Tecnología de Múnich de BMW Group.

El gran reto al que se enfrenta la movilidad eléctrica es el desarrollo de baterías más ligeras y más potentes, pero también menos contaminantes. Para lograr el objetivo es necesario dar el paso hacia el uso de nuevos materiales. Esto es lo que ha hecho IBM que ha dicho adiós al níquel y al cobalto como y hola al agua de mar.

A día de hoy, los fabricantes de baterías para coches eléctricos tienen almacenadas toneladas de litio y cobalto como materia prima esencial para dar forma a los sistemas de almacenaje. Al menos de momento…

IBM trabaja en el desarrollo de un proyecto que elimina la dependencia de materiales pesados para los procesos de producción de baterías. “A medida que se exploran alternativas que funcionan con baterías, desde vehículos hasta redes de energía inteligentes, aumenta la preocupación sobre la sostenibilidad”, explican los responsables del proyecto.

“Muchos materiales de batería, incluidos los metales pesados ​​como el níquel y el cobalto, presentan enormes riesgos ambientales y humanitarios”, reflexionan. El cobalto en particular, que está ampliamente disponible en África central, ha sido criticado por prácticas de extracción descuidadas y de explotación.

Así es como de verdad se degradan las baterías de los coches eléctricos

Utilizando tres materiales patentados nuevos y diferentes, el equipo de IBM Research ha descubierto una química para una batería nueva que no utiliza metales pesados ni otras sustancias con problemas de abastecimiento.

Los materiales para esta batería se pueden extraer del agua de mar, sentando las bases para técnicas de abastecimiento menos invasivas que los métodos actuales de extracción de materiales.

Baterías sin níquel ni cobalto IBM

Mejor que las baterías de litio

Y no solo es teoría. IBM ha realizado varias pruebas en las que ha demostrado que sus batería sin níquel ni cobalto puede superar las capacidades de las baterías de iones de litio en una serie de categorías individuales que incluyen costos más bajos, tiempo de carga más rápido, mayor densidad de energía y energía, alta eficiencia energética y baja inflamabilidad.

Descubierto en el Laboratorio de baterías de IBM Research, este diseño utiliza un material de cátodo libre de cobalto y níquel, así como un electrolito líquido seguro con un alto punto de inflamación. Esta combinación única del cátodo y el electrolito ha demostrado una capacidad para suprimir las dendritas de metal de litio durante la carga, reduciendo así la inflamabilidad, lo que se considera un inconveniente significativo para el uso de metal de litio como material anódico.Baterías sin níquel ni cobalto IBM

Las pruebas actuales muestran que se requieren menos de cinco minutos para que la batería, configurada para alta potencia, alcance un estado de carga del 80 por ciento. Combinado con el costo relativamente bajo de obtener los materiales, el objetivo de un vehículo eléctrico de carga rápida y bajo costo podría convertirse en realidad.

Otra opción en investigación son las baterías de aluminio para conseguir duplicar la densidad y aportar sostenibilidad

De acuerdo con los resultados de las pruebas, comparadas con las de litio, las baterías de agua marina de IBMW presentan las siguientes ventajas:

  • Menor costo:  los materiales de cátodo activo tienden a costar menos porque están libres de cobalto, níquel y otros metales pesados. Por lo general, estos materiales requieren una gran cantidad de recursos y también han generado preocupaciones sobre su sostenibilidad.
  • Carga más rápida: en menos de cinco minutos para alcanzar un estado de carga (SOC) del 80 por ciento, sin comprometer la capacidad de descarga específica.
  • Alta densidad de potencia: más de 10,000 W / L. (superior al nivel de potencia que puede alcanzar la tecnología de batería de iones de litio).
  • Alta densidad de energía: más de 800 Wh / L, comparable a la batería de iones de litio de última generación.
  • Excelente eficiencia energética: más del 90 por ciento (calculado a partir de la relación de la energía para descargar la batería sobre la energía para cargar la batería).
  • Baja inflamabilidad de los electrolitos.

Mercedes está interesada…

Para trasladar esta nueva batería de la investigación exploratoria de la etapa inicial al desarrollo comercial, IBM Research se ha unido a Mercedes-Benz Research and Development North America, Central Glass, uno de los principales proveedores de electrolitos de batería del mundo, y Sidus, un fabricante de baterías, a crear un nuevo ecosistema de desarrollo de baterías de próxima generación.

 

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