Los investigadores del gobierno apuntan a algo mejor - Luces del Norte de Pekín Co., Ltd.

Los investigadores del Departamento de Energía se están asociando con los fabricantes de baterías para ayudarlos a encontrar nuevas formas de fabricar baterías económicas que puedan almacenar mucha energía.

El Departamento de Energía está ampliando sus asociaciones con los fabricantes de baterías para ayudarlos a rediseñar y reducir los costos de las baterías futuras.

Las empresas incluyen Samsung Electronics Co. Ltd. y Panasonic Corp., y los esfuerzos están destinados a ayudar a los Estados Unidos a competir con otros países en medio de una creciente demanda mundial de mejores baterías. La necesidad de baterías más rentables ha aumentado junto con los avances en los vehículos eléctricos y las energías renovables, que utilizan la tecnología.

Gran parte de la investigación del DOE se ha centrado en los materiales, como encontrar nuevas formas de construir baterías baratas que puedan almacenar mucha energía. Los movimientos, resumidos en "Powering the Future", un informe que NREL publicó la semana pasada, podrían ayudar a reducir la dependencia de las baterías de los escasos materiales importados al cambiar los diseños de las baterías para limitar su necesidad de cobalto, grafito y níquel.

El uso de silicio, un elemento cristalino duro y quebradizo que abunda en los Estados Unidos y en todo el mundo, "probablemente sea el próximo gran avance", dijo Matt Keyser, jefe del Grupo de almacenamiento de energía electroquímica de NREL en Dorado, Colo.

Debido a que el silicio puede almacenar de cuatro a cinco veces más electricidad que el grafito, que normalmente se usa en las baterías, la medida reduciría el tamaño y el peso de los paquetes de baterías. Eso podría alentar el uso de baterías en aviones más grandes "porque queremos poder almacenar tanta energía en la masa más pequeña que podamos", dijo Keyser.

Otro resultado prometedor es que el tamaño de las baterías de los vehículos eléctricos seguirá siendo el mismo, pero los rangos de conducción aumentarán entre un 30 y un 40 por ciento.

"Aún no hemos llegado", dijo Keyser, y señaló que el uso con litio produce grietas en el silicio, lo que reduce su vida útil. "Otros tres a cinco años, y creo que tendremos eso lamido".

Parte de esta confianza, según el informe de NREL, proviene de nuevos y potentes escáneres y computadoras que ayudan a los ingenieros a detectar y rastrear cambios microscópicos en baterías experimentales.

Otra parte proviene de los cambios de diseño pendientes que permitirán a los fabricantes de baterías reemplazar materiales específicos en las baterías existentes y reciclarlas, en lugar de triturar las baterías más viejas cuando su capacidad de almacenamiento de energía se debilite.

Las baterías requieren una cooperación compleja entre los materiales para crear y almacenar electricidad. Deben tener un electrodo negativo llamado ánodo suspendido dentro de un electrolito, un material que suele ser un líquido, que canaliza una corriente eléctrica hacia un electrodo positivo, llamado cátodo.

El equipo de baterías de NREL se está enfocando en usar diferentes mezclas de litio en combinación con otros materiales tanto en el ánodo como en el cátodo. En el proceso, según Keyser, están encontrando formas de reducir el cobalto y el grafito, los cuales son costosos.

El progreso se reduce a asegurarse de que los diferentes componentes dentro de la celda se comporten bien juntos, dijo Tony Burrell, otro experto en materiales de NREL que trabaja en el equipo de baterías. Señaló en el informe del equipo que los comportamientos adversos de algunos de los materiales recién introducidos, como el silicio, se están reduciendo mediante recubrimientos protectores.

juan violetaes reportero de E&E News.

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