Una empresa australiana dice estar probando una batería de iones de aluminio que se carga más rápido y almacena más energía que cualquier batería de iones de litio.
La empresa australiana Graphene Manufacturing Group (GMG) ha anunciado los interesantes resultados de las pruebas de rendimiento de un nuevo tipo de batería de iones de aluminio que puede cargarse más rápido que las baterías actuales de iones de litio, al tiempo que dura mucho más y no necesita refrigeración.
En los experimentos realizados por el Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la Universidad de Queensland, los prototipos de celdas tipo moneda de la nueva batería ofrecieron las siguientes cifras de rendimiento.
En primer lugar, una densidad de potencia de unos 7.000 W/kg. La densidad de potencia pone un número a la rapidez con la que una célula puede cargarse y descargarse. Con las actuales baterías de iones de litio, que se sitúan entre 250 y 700 W/kg, se trata de un gran salto, y sitúa a la batería de iones de aluminio casi al nivel de los ultracondensadores, que pueden ofrecer entre 12.000 y 14.000 W/kg.
En segundo lugar, una densidad de energía de 150-160 Wh/kg, por lo que sólo transporta alrededor del 60% de la energía por peso de las mejores celdas comerciales de iones de litio de la actualidad.
La densidad energética ha sido durante mucho tiempo el número clave de la hoja de especificaciones de las baterías de los coches eléctricos; cuanto mayor sea la densidad energética, mayor será la autonomía del paquete de baterías. Así que, sólo por la densidad de energía, esta nueva batería de GMG no recibiría la atención de un fabricante de vehículos eléctricos.
Pero su enorme velocidad de carga podría cambiar esta situación, junto con un par de ventajas clave. Según GMG, estas baterías pueden cargarse tan rápido que un teléfono móvil con esta tecnología de iones de aluminio podría obtener una carga completa en 1-5 minutos.
Si trasladamos este concepto al mundo de los coches eléctricos, nos encontramos con un vehículo eléctrico que recorre el 60% de la distancia que recorre un Tesla equivalente con una carga, pero que se carga tan rápido que la autonomía podría ser un problema mucho menor.
Además, superan ampliamente a las baterías de litio en las pruebas de ciclo de vida, sometiéndose a 2.000 ciclos completos de carga y descarga sin ningún deterioro aparente en su rendimiento, son extremadamente seguras, con un bajo potencial de incendio, y también son más reciclables que las baterías de litio, al final de su vida útil.
Y sí, no necesitan litio. Dado que alrededor del 90% de la producción y compra de litio del mundo pasa por China, las cadenas de suministro del mundo son definitivamente vulnerables en las disputas comerciales.
Otro as en la manga de las baterías GMG es su excelente rendimiento térmico. Incluso cuando se cargan y descargan a gran velocidad, no parecen sobrecalentarse.
Hasta ahora no hay problemas de temperatura. El 20% de un paquete de baterías de iones de litio (en un vehículo) tiene que ver con su refrigeración. Hay muchas posibilidades de que no necesitemos esa refrigeración en absoluto. No se sobrecalientan y funcionan muy bien por debajo de cero hasta ahora en las pruebas. No necesitan circuitos para la refrigeración o calefacción, que actualmente suponen unos 80 kg en un pack de 100 kWh.
Craig Nicol, director general de GMG
Este hecho cambia la ecuación de la autonomía; tomando la batería de 100 kWh descrita anteriormente, una batería GMG del mismo peso sólo llevaría 60 kWh. Pero si no se necesitan los 80 kg adicionales de equipo de refrigeración, el coche impulsado por GMG puede llevar 80 kg más de celdas, lo que daría un total de 72,8 kWh, junto con velocidades de carga más rápidas que podrían poner fin a la ansiedad por la autonomía.
Parece una compensación bastante convincente, especialmente en una batería que podría durar más que unos cuantos vehículos antes de ser retirada.
Pero -y siempre hay un pero en estas cosas- hay otras consideraciones.
Una de ellas es la infraestructura de carga. Los teléfonos móviles pueden cargarse rápidamente sin que la red eléctrica se resienta, pero los coches eléctricos simplemente no pueden hacerlo ahora. Los supercargadores de Tesla ya tienen capacidad de hasta 250 kW, lo que representa una transferencia de energía de 60 kWh en unos 15 minutos. Si quieres cargar 10 veces más rápido que eso, tienes que ser capaz de suministrar instantáneamente 2,5 megavatios en el cable de carga.
Como referencia, una central eléctrica de carbón típica tiene una potencia total de unos 600 megavatios, así que si 240 de estos coches de carga ultrarrápida se conectaran al mismo tiempo, supondrían una carga instantánea en la red eléctrica equivalente a la de toda una central eléctrica. Eso es cargar 10 veces más rápido que las baterías actuales; GMG dice que podría ser capaz de cargar hasta 60 veces más rápido.
Así que los vehículos eléctricos de carga superrápida van a ser definitivamente difíciles de escalar, sobre todo a medida que el mundo avanza hacia las fuentes de energía renovable en lugar de carbón y gas que pueden satisfacer rápidamente los picos de demanda.
Incluso si las estaciones de carga tuvieran su propio almacenamiento de energía de descarga rápida in situ, también se necesitaría un cable enorme hasta el coche para mover tantos electrones tan rápidamente.
Otro es el ingrediente clave de la batería de GMG: el grafeno. GMG afirma que puede producir grafeno de alta calidad a bajo coste y en cantidades escalables, pero no da cifras de lo que podrían costar estas baterías si se fabricaran a gran escala. Dado que el precio del grafeno ronda los 100 dólares por gramo, incluso una versión «de bajo coste» podría resultar bastante cara.
Y el último es el plazo. GMG afirma que a finales de este año fabricará prototipos de pilas de monedas para pruebas a muy pequeña escala con clientes, y que se está trabajando en las pilas de bolsa, pero no hay ninguna indicación de cuándo podrían llegar al mercado a gran escala.
No obstante, no hay garantías en el juego de las baterías, y nadie sabe si GMG conseguirá fabricarlas a gran escala a un precio competitivo. Pero la tecnología en sí parece prometedora.
Vía uq.edu.au
Más información: graphenemg.com – onlinelibrary.wiley.com
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