06.01.2020 - Monash University

Mañana se recargará: La batería de litio-azufre más eficiente del mundo

Imagine tener acceso a una batería, que tiene el potencial de alimentar su teléfono durante cinco días continuos, o permitir que un vehículo eléctrico conduzca más de 1000 km sin necesidad de "repostar".

Los investigadores de la Universidad de Monash están a punto de comercializar la batería de litio-azufre (Li-S) más eficiente del mundo, que podría superar en más de cuatro veces a los actuales líderes del mercado, y alimentar a Australia y a otros mercados globales en el futuro.

El Dr. Mahdokht Shaibani del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Monash dirigió un equipo de investigación internacional que desarrolló una batería de Li-S de capacidad ultra alta que tiene un mejor rendimiento y un menor impacto ambiental que los productos actuales de iones de litio.

Los investigadores tienen una patente registrada aprobada (PCT/AU 2019/051239) para su proceso de fabricación, y las células prototipo han sido fabricadas con éxito por los socios alemanes de I+D del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales y Vigas.

Algunos de los mayores fabricantes de baterías de litio del mundo, en China y Europa, han expresado su interés en aumentar la producción, y a principios de 2020 se realizarán más pruebas en Australia.

El profesor Mainak Majumder dijo que este desarrollo era un gran avance para la industria australiana y podría transformar la forma en que se fabrican los teléfonos, los automóviles, las computadoras y las redes solares en el futuro.

"La fabricación e implementación exitosa de baterías Li-S en automóviles y redes de suministro captará una parte más significativa de la cadena de valor del litio australiano, estimada en 213.000 millones de dólares, y revolucionará el mercado australiano de vehículos y proporcionará a todos los australianos un mercado energético más limpio y fiable", dijo el profesor Majumder.

"Nuestro equipo de investigación ha recibido más de 2,5 millones de dólares en fondos del gobierno y de socios de la industria internacional para probar esta tecnología de baterías en coches y parrillas a partir de este año, lo cual nos entusiasma mucho".

Utilizando los mismos materiales en las baterías de iones de litio estándar, los investigadores reconfiguraron el diseño de los cátodos de azufre para que pudieran acomodar cargas de tensión más altas sin una caída en la capacidad o el rendimiento general.

Inspirado por la arquitectura de puente única registrada por primera vez en el procesamiento de detergentes en polvo en la década de 1970, el equipo diseñó un método que creaba vínculos entre las partículas para acomodar el estrés y ofrecer un nivel de estabilidad no visto en ninguna batería hasta la fecha.

Un rendimiento atractivo, junto con unos costes de fabricación más bajos, un abundante suministro de material, la facilidad de procesamiento y la reducción de la huella medioambiental hacen que este nuevo diseño de batería sea atractivo para futuras aplicaciones en el mundo real, según el profesor asociado Matthew Hill.

"Este enfoque no sólo favorece las métricas de alto rendimiento y la vida de ciclo largo, sino que también es simple y de muy bajo costo de fabricación, utilizando procesos basados en el agua, y puede conducir a reducciones significativas de los residuos peligrosos para el medio ambiente", dijo el profesor asociado Hill.

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