Mirada al interior de la batería: equipo de Cornell reduce hasta un 60 % un paso costoso
La primera carga de las nuevas celdas cuesta mucho tiempo, espacio y electricidad. Con mediciones en tiempo real, investigadores hallaron procesos más rápidos, probados en una fábrica en Nueva York.
Foto: Sevenethics / Wikimedia Commons, CC0 (recortada y redimensionada)
Antes de entregarse, una nueva celda de iones de litio pasa por la llamada formación: en los primeros ciclos de carga y descarga se crean capas protectoras que determinan su vida útil. Este paso supone aproximadamente un tercio de los costes de producción y una cuarta parte de la superficie de la fábrica. Un equipo de la Cornell University, en torno a la ingeniera química Vibha Kalra, ha observado ahora en tiempo real lo que ocurre en el interior de la celda. La primera autora es Jantakan Nedsaengtip; los resultados se publicaron en la revista «Energy Storage Materials».
Con dos métodos de medición, espectroscopia Raman y espectroscopia de impedancia durante el funcionamiento, los investigadores siguieron la química y la resistencia de las capas protectoras que se forman. La carga lenta produjo capas más uniformes y estables, mientras que en la descarga se puede acelerar. A partir de ello, el equipo desarrolló dos procesos acelerados. En pruebas en la planta del fabricante de baterías Charge CCCV (C4V) en Binghamton, las celdas alcanzaron un rendimiento comparable al anterior, pero la formación duró hasta un 60 % menos.
Según el directivo de C4V Shalabh Gupta, una fábrica con más de diez gigavatios hora de capacidad anual podría ahorrar así hasta 100 millones de dólares al año; el consumo eléctrico de la planta bajaría, según estimaciones, entre un 10 y un 15 por ciento. «La NSF Engine puede reunir a los mejores equipos, como en este caso», afirmó el premio Nobel Stan Whittingham, director de innovación del programa participante NSF Energy Storage Engine. Hasta ahora, el proceso se ajustaría sobre todo por ensayo y error, según Kalra.