IBM quiere hacer baterías sin metales pesados

07/01/2020   |   Leer en 7 minutos  |   Ortega, J.
IBM quiere hacer baterías sin metales pesados

La marca de tecnología, IBM, está investigando formas de hacer nuevas baterías menos contaminantes para vehículos eléctricos.

IBM quiere hacer baterías sin metales pesados

Batería Jaguar eléctrico

Podrían reemplazar a las actuales de litio

IBM, marca que se hizo popular por la creación de sistemas computacionales, está llevando a cabo una investigación que se cimienta en una larga historia de innovación de materiales, con el objetivo de revelar un nuevo descubrimiento en el ámbito de las baterías.

Esta investigación podría ayudar a eliminar la necesidad del uso de metales pesados en la producción de baterías y transformar la sustentabilidad a largo plazo de muchos elementos en la infraestructura energética a nivel mundial.

Mientras que exploran alternativas de baterías para todo, desde vehículos hasta redes inteligentes de energía, quedan algunas preocupaciones significativas acerca de la sustentabilidad de las tecnologías de almacenamiento de energía disponibles.

Muchos materiales para baterías, incluyendo metales pesados como el níquel o el cobalto, representan riesgos tremendos para el medio ambiente y la raza humana. El cobalto, en particular, con una presencia bastante marcada en África, ha provocado incendios por prácticas de extracción exageradas sin los cuidados adecuados, de acuerdo con The Financial Times.

Usando tres nuevos y diferentes materiales, que nunca han sido registrados como una combinación posible dentro de una batería, el equipo de investigación de IBM ha descubierto una química para un nuevo sistema de acumulación de energía que no usa metales pesados u otras sustancias que supongan algún riesgo.

Los materiales para esta batería pueden ser extraídos del agua de mar, dejando claro un camino para técnicas menos invasivas que los métodos actuales para minería de materiales.

Tan prometedor como esta nueva composición de baterías es su desempeño en potencia. En pruebas iniciales, probó que puede ser optimizada hasta sobrepasar las capacidades de baterías de iones de litio en una serie de categorías individuales incluyendo costos más bajos, tiempos más rápidos de carga, más poder y densidad de energía, mejor eficiencia y baja flamabilidad.

Un nuevo diseño que podría sobrepasar a las de litio

Descubierto en el laboratorio de investigación de IBM, este diseño utiliza un material catódico libre de cobalto y níquel, así como un líquido electrolítico con un alto punto de flamabilidad. Esta combinación demostró tener la capacidad de sobrepasar al compuesto tradicional de iones de litio durante la carga, reduciendo la flamabilidad.

Este descubrimiento tiene un potencial significativo para las baterías de vehículos eléctricos, por ejemplo, donde las preocupaciones sobre flamabilidad, costo y tiempos de carga juegan un rol clave.

Renault Zoe baterías

Podría abaratar los vehículos eléctricos

Las pruebas actuales muestran que menos de cinco minutos se requieren para que la batería, con una configuración de alta potencia, llegue a una carga del 80%. En combinación con el relativamente bajo costo de extracción de los materiales, la meta de tener vehículos eléctricos de menor precio y con carga rápida podría convertirse en una realidad.

En los terrenos de los vehículos eléctricos y aviones, que tan rápido evolucionan, tener acceso a baterías con alta densidad de energía, que además puedan llenarse rápidamente, es crítico. Cuando se optimiza para este factor, la batería que desarrolla IBM se desempeña mejor que la mayoría de baterías disponibles actualmente de iones de litio.

Adicionalmente, detalló IBM, sus pruebas han mostrado que esta batería puede ser diseñada para un ciclo de vida extendido, haciéndola una gran opción para su aplicación en redes de energía y nuevas infraestructuras eléctricas donde la longevidad y estabilidad son claves.

En general, esta batería ha demostrado la capacidad de sobrepasar a las existentes no solamente en las aplicaciones antes mencionadas, sino en optimización para una gama de beneficios específicos.

Del laboratorio a la industria

Para llevar esta nueva batería de la etapa temprana de investigación al desarrollo comercial, IBM se ha unido al departamento de Investigación y Desarrollo de Mercedes-Benz en Norteamérica, Central Glass (uno de los proveedores principales de electrolitos para baterías en el mundo), y Sidius (fabricante de baterías), para crear un ecosistema de desarrollo de baterías de nueva generación.

IBM laboratorio

En el laboratorio investigan sobre los nuevos materiales

Mientras que los planes para el desarrollo masivo de esta batería todavía se encuentran en fase exploratoria, en IBM esperan que este ecosistema creado de forma conjunta ayudará a llevar estos acumuladores a la realidad.

Acelerando el descubrimiento de materiales

Avanzando más, el equipo también ha implementado una técnica de inteligencia artificial (IA) llamada enriquecimiento semántico, esto con el objetivo de mejorar el desempeño de las baterías al identificar materiales más seguros y de mejor desempeño.

Usando técnicas de aprendizaje automatizado para dar a los investigadores humanos acceso a indicadores de millones de bases de datos para informar sus hipótesis y siguientes pasos, buscan acelerar el ritmo de la innovación en este importante campo de estudio.

Construyendo sobre una historia en ciencia de materiales

Usando un enfoque multidisciplinario combinando ciencia de materiales, química molecular, ingeniería eléctrica, equipamiento avanzado de laboratorio para baterías, y simulaciones computacionales, el laboratorio de baterías en el área de investigación de IBM se basa en la historia del desarrollo de materiales de la propia marca.

Combinar la innovación de materiales y la experiencia en aplicaciones desde el reciclaje de plásticos a la fabricación de semiconductores, permitió al equipo de desarrollo de baterías implementar esta nueva tecnología para aumulación de energía.

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